JP3497177B2 - Method for producing porous membrane surface-modified with perfluorocarbon copolymer - Google Patents

Method for producing porous membrane surface-modified with perfluorocarbon copolymer

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JP3497177B2 JP54925198A JP54925198A JP3497177B2 JP 3497177 B2 JP3497177 B2 JP 3497177B2 JP 54925198 A JP54925198 A JP 54925198A JP 54925198 A JP54925198 A JP 54925198A JP 3497177 B2 JP3497177 B2 JP 3497177B2
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Abstract

A process is provided for producing a porous membrane product comprising a porous membrane having its surface completely modified with a perfluorocarbon copolymer composition. The porous membrane substrate is contacted with a solution containing a perfluorocarbon copolymer composition to bind the composition onto the substrate surface. The substrate is subjected to a mechanical force to remove excess perfluorocarbon copolymer composition and then is heat treated.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、表面をペルフルオルカーボン共重合体組成
物で変性してなる薄い多孔質膜、及び該膜の製造方法に
関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a thin porous membrane having a surface modified with a perfluorocarbon copolymer composition, and a method for producing the membrane.

従来技術の背景 多孔質膜フィルターは、流体流れ中の物質を分離する
ために種々な環境中において利用されている。膜は固定
重合体マトリックスから形成され、そして高度の精密さ
で制御されそして測定可能な多孔度、細孔寸法、及び厚
さを有する。使用に当たって、膜フィルターは一般には
カートリッジのような装置に組み込まれ、そして流体流
れ中に挿入して液体及び気体から粒子、微生物又は溶質
の除去を行うように適応される。
Background of the Prior Art Porous membrane filters have been utilized in a variety of environments to separate substances in fluid streams. The membrane is formed from a fixed polymer matrix and has a high degree of precision controlled and measurable porosity, pore size, and thickness. In use, membrane filters are generally incorporated into devices such as cartridges and are adapted for insertion into a fluid stream for removal of particles, microorganisms or solutes from liquids and gases.

有用であるためには、膜フィルターは、その強度、多
孔度、化学的一体性及び清潔さを維持するようにろ過し
ようとする流体に対して耐性でなければならない。例え
ば、ミクロ電子回路の製造では、膜フィルターは、種々
のプロセス流体を精製して汚染物が回路の破損を引き起
こさないようにするために広く使用されている。流体の
ろ過又は精製は、プロセス流体を膜フィルターに該膜を
横切る圧力差(これは、膜の下流側よりも上流側におい
てより高い圧力の帯域を形成する)の下に通すことによ
って実施されるのが普通である。かくして、この態様で
ろ過される液体は、膜フィルターを横切って圧力降下を
受ける。この圧力差は、また上流側で下流側の液体より
も高い溶存ガスレベルを有する液体をもたらす。これ
は、空気のようなガスが低い方の圧力にある液体よりも
高い方の圧力にある液体中においてより高い溶解度を有
することから生じる。液体が膜フィルターの上流側から
下流側に通過するにつれて、膜において溶液から溶存ガ
スが出てきて液体のガス発生をもたらす。また、液体の
ガス発生は、液体が溶存ガスを含有する限り圧力差がな
くても自然に起こる可能性があり、そしてガスが溶液か
ら出てくるための推進力、例えば、膜の表面上にガスポ
ケットが形成して成長することができるような核形成部
位が存在する。半導体やミクロ電子装置の製造において
典型的に使用されるガス発生性液体は、極めて高い純度
の水、オゾン化水、アルコールのような有機溶剤、並び
に、酸化剤を含有することができる濃厚及び水性酸又は
塩基のような一般的に有意に化学的活性な他のものを含
むのが普通である。これらの化学的活性な流体は、膜の
劣化を防止するために化学的に不活性なフィルターの使
用を必要とする、膜組成の化学的破壊に至る膜の劣化
は、通常、使用する間にフィルターから離脱される抽出
可能な物質をもたらし、かくしてろ過する流体の純度、
保全性及び清潔さを危うくする。これらの用途では、ポ
リテトラフルオルエチレンのような弗素含有重合体から
作られたフルオルカーボン基体膜フィルターが通常使用
される。弗素含有重合体は、それらの化学的不活性、又
は化学薬品攻撃に対する優秀な抵抗性が周知されてい
る。弗素含有重合体の1つの不利は、それらが疎水性で
あり、それ故にかかる重合体から作った膜がその膜の表
面エネルギーよりも大きい表面張力を有する水性液体又
は他の液体で湿らすのが困難であることである。ガス発
生性液体を疎水性膜フィルターでろ過する間にしばしば
遭遇する他の問題は、ろ過プロセス間に溶存ガスが差圧
の推進力下に溶液から出るくるための核形成部位が膜に
よって提供されることである。内部細孔表面及び外部又
は幾何学的表面を含めて疎水性膜表面上にあるこれらの
核形成部位で溶液から出て来るガスは、膜に付着するガ
スポケットを形成する。これらのガスポケットが連続し
たガス発生によって寸法を大きくするにつれて、それら
は、膜の細孔から液体を置換し始め、最後には膜の有効
ろ過面積を減少させる。この現象は、通常、膜フィルタ
ーの脱湿潤(デウェティング)と称されている。という
のは、膜の流体湿潤又は流体充填部分は、流体非湿潤又
はガス充填部分に徐々に転換されるかである。また、膜
の脱湿潤は、水性流体で湿った疎水性膜のような湿潤膜
が空気のようなガスに暴露されると自然に起こりうる。
この脱湿潤現象はより頻繁に起こり、そしてポリテトラ
フルオルエチレンのような弗素含有重合体から作られた
フルオルカーボン基体膜においてより顕著であることが
分かった。また、脱湿潤が起こるときの速度は、0.2ミ
クロン又はそれ以下のような小さい細孔寸法の膜ではそ
れよりも大きい細孔寸法の膜よりも速いことも分かっ
た。ろ過プロセスの間に、フィルター装置において膜の
脱湿潤によってろ過に利用可能な有効膜面積が減少する
ことは、フィルターの全ろ過効率の低下をもたらす。こ
の効率の低下は、所定の圧力降下におけるフィルターを
通る流体の流量の低下、又は所定の流量における圧力降
下の増大において明らかになる。かくして、膜フィルタ
ーが経時的に脱湿潤するにつれて、ユーザーは、フィル
ターが新たに取り付けられ、それ故に完全に湿っている
ときと同じ容量(単位時間当たり)のプロセス液体を精
製又はろ過することができない。ろ過プロセスの全処理
容量のこの減少は、単位容量のプロセス液体を精製する
ためのユーザーの時間及びコストの増加をもたらす。処
理量の減少に直面して、ユーザーは、プロセスにおいて
新しいフィルターを取り付けそして脱湿潤フィルターを
廃棄することが要求されることがしばしばである。必ず
しもフィルターの異物保持能の枯渇によるのではなく脱
湿潤によるこの早期のフィルター変化は予定外の停止時
間をもたらし、且つユーザーの全コストを増加する。随
意として、ユーザーは、膜を横切る圧力降下を増大させ
るためにポンプがフィルターを通して流体を強制送りす
るときの速度を増大させることのようなろ過系の他の要
素に対して調整を行い、かくして一定の流量を維持する
ことによって効率の低下を補うことができる。これらの
調整もまた、ユーザーにとって作業コスト増しになり、
そして系にある他の要素の故障の可能性、並びにプロセ
ス圧の増大によるプロセス液体の漏れの可能性を増加す
る。ユーザーが脱湿潤による早期のフィルター変化を回
避するための他の選択は、フィルターを処理して膜を再
湿潤することである。この処理はろ過系からフィルター
装置を取り外し、予定外の停止時間をもたらすことを要
するので時間を浪費し、そしてフィルターを通過するプ
ロセス液体に対して再湿潤プロセスから誘導された汚染
物の導入をもたらす可能性がしばしばある。典型的に
は、イソプロパノールのようなアルコール(これらは、
可燃性液体であり、安全上の問題を引き起こす)を含め
て低表面張力の再湿潤剤を使用することができる。ろ過
装置を使用状態に戻す前に、最終ユーザーは、脱湿潤フ
ィルターをアルコールで再湿潤し、次いで水によるフラ
ッシング、次いでプロセス液体によるフラシッングを行
う。膜の製造業者は、脱湿潤フィルターを取り扱い且つ
処理するための専門技術をかかえている可能性があるけ
れども、最終ユーザーは、かかる更なるコスト高のプロ
セス工程を実施するための能力又は希望を有しないかも
しれない。
To be useful, the membrane filter must be resistant to the fluids it is trying to filter so as to maintain its strength, porosity, chemical integrity and cleanliness. For example, in the manufacture of microelectronic circuits, membrane filters are widely used to purify various process fluids to prevent contaminants from damaging the circuit. Filtration or purification of the fluid is carried out by passing the process fluid through a membrane filter under a pressure differential across the membrane, which forms a higher pressure zone upstream of the membrane than downstream. Is normal. Thus, the liquid filtered in this manner experiences a pressure drop across the membrane filter. This pressure difference also results in a liquid having a higher dissolved gas level on the upstream side than the downstream liquid. This results from the fact that gases such as air have a higher solubility in liquids at higher pressures than liquids at lower pressures. As the liquid passes from the upstream side of the membrane filter to the downstream side, dissolved gas emerges from the solution at the membrane, leading to gas evolution of the liquid. Also, gassing of liquids can occur spontaneously without pressure differential as long as the liquid contains dissolved gas, and the driving force for the gas to come out of solution, for example on the surface of the membrane. There are nucleation sites where gas pockets can form and grow. Gas-generating liquids typically used in the manufacture of semiconductors and microelectronic devices are waters of extremely high purity, ozonated water, organic solvents such as alcohols, and rich and aqueous solutions that can contain oxidants. It will usually include others that are generally significantly more chemically active, such as acids or bases. These chemically active fluids require the use of chemically inert filters to prevent degradation of the membranes, which can lead to chemical destruction of the membrane composition, which usually results in The purity of the fluid that results in the extractable substance being shed from the filter, thus filtering
Compromise integrity and cleanliness. In these applications, fluorocarbon substrate membrane filters made from fluorine containing polymers such as polytetrafluoroethylene are commonly used. Fluorine-containing polymers are well known for their chemical inertness or excellent resistance to chemical attack. One disadvantage of fluorine-containing polymers is that they are hydrophobic and therefore membranes made from such polymers are wetted with aqueous or other liquids that have a surface tension greater than the surface energy of the membrane. It is difficult. Another problem often encountered during the filtration of gas-generating liquids with hydrophobic membrane filters is that the membrane provides nucleation sites for the dissolved gas to come out of solution under the driving force of differential pressure during the filtration process. Is Rukoto. Gases that come out of solution at these nucleation sites on the hydrophobic membrane surface, including the inner pore surface and the outer or geometric surface, form gas pockets that attach to the membrane. As these gas pockets grow in size due to continued outgassing, they begin to displace liquid from the pores of the membrane, eventually reducing the effective filtration area of the membrane. This phenomenon is commonly referred to as dewetting of the membrane filter. For, the fluid-wet or fluid-filled portion of the membrane is gradually converted to a fluid-non-wet or gas-filled portion. Also, dewetting of the membrane can occur naturally when a wetting membrane, such as a hydrophobic membrane moistened with an aqueous fluid, is exposed to a gas, such as air.
It has been found that this dewetting phenomenon occurs more frequently and is more pronounced in fluorocarbon substrate membranes made from fluorine containing polymers such as polytetrafluoroethylene. It has also been found that the rate at which dewetting occurs is faster for small pore size membranes, such as 0.2 microns or less, than for larger pore size membranes. During the filtration process, reducing the effective membrane area available for filtration by dewetting of the membrane in the filter device results in a reduction in the overall filtration efficiency of the filter. This decrease in efficiency becomes manifest in a decrease in the flow rate of fluid through the filter at a given pressure drop, or an increase in pressure drop at a given flow rate. Thus, as the membrane filter dewets over time, the user cannot purify or filter the same volume (per unit time) of process liquid as when the filter was newly installed and therefore completely wet. . This reduction in total throughput of the filtration process results in increased user time and cost to purify unit volumes of process liquid. Faced with reduced throughput, users are often required to install new filters and discard dewetting filters in the process. This premature filter change due to dewetting, not necessarily due to depletion of the filter's ability to hold debris, results in unplanned downtime and increases the total cost to the user. Optionally, the user makes adjustments to other elements of the filtration system, such as increasing the rate at which the pump forces the fluid through the filter to increase the pressure drop across the membrane, thus providing a constant The decrease in efficiency can be compensated by maintaining the flow rate of. These adjustments also add work costs to the user,
And it increases the likelihood of failure of other elements in the system, as well as the potential for process liquid leakage due to increased process pressure. Another option for the user to avoid premature filter changes due to dewetting is to treat the filter to rewet the membrane. This process is time consuming as it requires removing the filter device from the filtration system, resulting in unplanned downtime, and results in the introduction of contaminants derived from the rewet process to the process liquid passing through the filter. There is often a possibility. Typically, alcohols such as isopropanol (these are
Low surface tension rewetting agents can be used, including those that are flammable liquids and pose a safety hazard. Before returning the filtration device to use, the end user re-wets the dewetting filter with alcohol, then flushing with water and then flushing with the process liquid. Although membrane manufacturers may have the expertise to handle and process dewetting filters, the end user has the ability or desire to perform such additional costly process steps. May not do.

すべての膜は、膜の粒子保持特性に直接関係する公称
細孔寸法によって特性表示される。細孔寸法は膜を通る
流量に正比例し、そして粒子保持は反比例する。粒子保
持及び流量の両方を最大限にするのが望ましい。これら
の特性の内の1つを有意に増大させそしてこれらの特性
のうちの他のものを有意に低下させることは望ましくな
い。
All membranes are characterized by their nominal pore size, which is directly related to the particle retention properties of the membrane. Pore size is directly proportional to flow rate through the membrane, and particle retention is inversely proportional. It is desirable to maximize both particle retention and flow rate. Significantly increasing one of these properties and significantly decreasing the other of these properties is undesirable.

ベネズラ等に係る米国特許4470859には、ポリテトラ
フルオルエチレンのようなフルオルカーボンで形成した
微孔質基体の表面をペルフルオルカーボン共重合体の溶
液からの該共重合体の被覆で変性して膜の表面をより水
湿潤性にするための方法が開示されている。ペルフルオ
ルカーボン共重合体は、溶剤中に高められた温度におい
て溶解される。次いで、この膜は溶液中に浸漬され、そ
して真空室中に置かれる。次いで、室内の圧力は、フィ
ルター内から空気を除去するために約150mmHg(絶対
圧)になる程に下げられる。しかる後、室内の圧力は、
大気圧に迅速に戻される。この被覆プロセスは反復され
て、ベネズラ氏他が記載したことを、膜の細孔への完全
な溶液侵入として確実にする。この態様で進めることに
よって、膜内の隙間を画定する膜表面及び内壁はペルフ
ルオルカーボン共重合体で被覆される。被覆工程後に、
溶剤は熱及び真空を使用して蒸発によって除去され、又
は溶媒和ペルフルオルカーボン共重合体は該共重合体が
完全に不溶性であるところの物質で沈殿される。溶液を
形成するのに使用される溶剤としては、ハロカーボン
油、ペルフルオルオクタン酸、デカフルオルビフェニ
ル、N−ブチルアセトアミド及びN,N−ジメチルアセト
アミドが挙げられる。膜表面の変性に続いて、ベネズラ
氏他は、膜表面上の変性用共重合体用の溶剤を含有する
流体を使用するのを避けることを教示している。また、
ベネズラ氏他は、重合体のアルコール溶液を回避すべき
であることを開示している。
U.S. Pat. No. 4,470,859 to Venezuela et al. Discloses that the surface of a microporous substrate formed of a fluorocarbon such as polytetrafluoroethylene is modified by coating the copolymer with a solution of a perfluorocarbon copolymer. To make the surface of the membrane more water wettable. The perfluorocarbon copolymer is dissolved in the solvent at elevated temperature. The membrane is then immersed in the solution and placed in a vacuum chamber. The pressure in the chamber is then reduced to about 150 mmHg (absolute pressure) to remove air from the filter. After that, the pressure in the room
It is quickly returned to atmospheric pressure. This coating process is repeated to ensure that what has been described by Venezla et al. As complete solution penetration into the pores of the membrane. By proceeding in this manner, the membrane surface and inner walls that define the interstices in the membrane are coated with a perfluorocarbon copolymer. After the coating process,
The solvent is removed by evaporation using heat and vacuum, or the solvated perfluorocarbon copolymer is precipitated with the material at which the copolymer is completely insoluble. Solvents used to form the solution include halocarbon oils, perfluorooctanoic acid, decafluorobiphenyl, N-butylacetamide and N, N-dimethylacetamide. Following modification of the membrane surface, Venezla et al. Teach avoiding the use of a fluid containing solvent for the modifying copolymer on the membrane surface. Also,
Benezula et al. Disclose that alcoholic solutions of polymers should be avoided.

米国特許4433082及び4453991には、先に記載した被覆
法に使用される溶剤と比較して比較的害のない溶剤を使
用してテトラフルオルエチレンとメチルペルフルオル
(4,7−ジオキサ−5−メチル−8−ノネノエート)又
はペルフルオル(3,6−ジオキサ−4−メチル−7−オ
クテンスルホニルフルオリド)との共重合体のような過
弗素化イオン交換重合体の溶液を形成する方法が開示さ
れている。この過弗素化イオン交換重合体は、イソプロ
パノールのようなアルコール溶剤中に高められた温度及
び圧力において溶解される。得られた溶液は、水性塩化
ナトリウムの電解のような電気分解プロセスにおいて使
用されるフィルム及び非孔質膜を製造し且つ修理するの
に、様々な化学反応を促進する際に使用する触媒担体の
如き基体を被覆するのに、多孔質ダイヤフラムを被覆し
てそれらを非孔質製品に転換するために、また、スルホ
ン酸又はスルホネート官能基を有する使用済みの過弗素
化重合体を再使用のために回収するのに有用であると記
載されている。これらの特許によって開示されるような
電解プロセスでは、被覆ダイヤフラムに由来する抽出分
は実質的な問題ではなく、そして変性ダイヤフラムの多
孔度は重要なものではない。
U.S. Pat. -Methyl-8-nonenoate) or perfluorinated (3,6-dioxa-4-methyl-7-octenesulfonyl fluoride) copolymers, and methods of forming solutions of perfluorinated ion exchange polymers are disclosed. Has been done. The perfluorinated ion exchange polymer is dissolved in an alcohol solvent such as isopropanol at elevated temperature and pressure. The resulting solution is a catalyst support used in promoting various chemical reactions to produce and repair films and non-porous membranes used in electrolysis processes such as electrolysis of aqueous sodium chloride. For coating substrates such as, for coating porous diaphragms and converting them into non-porous products, and for reusing spent perfluorinated polymers having sulfonic acid or sulfonate functional groups. It is described as being useful for recovery. In electrolytic processes such as those disclosed by these patents, the extractables from the coated diaphragm are not a substantial issue, and the porosity of the modified diaphragm is not critical.

また、米国特許4348310には、弗化スルホニル含有フ
ルオル重合体の溶液が開示されている。ここで使用され
る溶剤は、完全にハロゲン化された飽和炭化水素であっ
て、好ましくは少なくとも1個の末端弗化スルホニル極
性基を有するものである。この溶液は、弗素化重合体か
ら作られた膜中の穴を修理するのに、また、イオン交換
フィルム膜、透析膜、限外ろ過膜及びミクロろ過膜を作
るために使用されると記載されている。これらの溶液に
ついて他の開示された用途は、ダイヤフラムにその溶液
を接触させ次いでハロゲン化溶剤を蒸発させ次いで被覆
したダイヤフラムを加水分解して弗化スルホニル基を酸
又は塩形に変換することによって電気化学セル用の多孔
質ダイヤフラムを被覆することである。
Also, U.S. Pat. No. 4,348,310 discloses a solution of a fluoropolymer containing sulfonyl fluoride. The solvent used here is a fully halogenated saturated hydrocarbon, preferably having at least one terminal sulfonyl fluoride polar group. The solution is said to be used to repair holes in membranes made from fluorinated polymers and to make ion exchange film membranes, dialysis membranes, ultrafiltration membranes and microfiltration membranes. ing. Other disclosed uses for these solutions are electrolysis by contacting the solution with a diaphragm and then evaporating the halogenated solvent and then hydrolyzing the coated diaphragm to convert the sulfonyl fluoride group to the acid or salt form. Coating a porous diaphragm for a chemical cell.

マルロウク氏等に係る米国特許4902308にも、多孔質
の膨張したポリテトラフルオルエチレン膜の表面をペル
フルオル陽イオン交換重合体の溶液からの該重合体で変
性する方法が記載されている。また、マルロウク氏他
は、表面変性膜に該重合体用の溶剤を含有する流体を接
触させることは回避されるべきであるこを教示してい
る。
US Pat. No. 4,902,308 to Mallouk et al. Also describes a method of modifying the surface of a porous, expanded polytetrafluoroethylene membrane with a polymer of a solution of a perfluorocation exchange polymer. Also, Mallouk et al. Teach that contacting the surface modified membrane with a fluid containing a solvent for the polymer should be avoided.

米国特許4259226及び4327010には、カルボン酸塩基を
有する弗素化重合体で多孔質膜表面を変性することが開
示されている。膜からの抽出分を制御するための、又は
膜表面への変性用組成物の結合度を制御するためのプロ
セス工程は開示されていない。
U.S. Pat. Nos. 4,259,226 and 4,327,010 disclose modifying the surface of a porous membrane with a fluorinated polymer having a carboxylate group. No process steps are disclosed to control the extractables from the membrane or to control the degree of binding of the modifying composition to the membrane surface.

米国特許5183545及び5094895には、表面をペルフルオ
ルイオン交換重合体組成物で変性させた多孔質で多層の
膨張ポリテトラフルオルエチレン基体から多層で複合体
の多孔質ダイヤフラムを作る方法が開示されている。こ
の変性用重合体組成物は界面活性剤を含有することがで
き、そして過剰の変性用組成物を含有してもよいが、こ
れらの両方とも望ましくない抽出分の源である。加え
て、これらの特許は、0.25mmを超え、好ましくは約0.76
mm〜約5.0mmの厚さを有する厚いポリフルオルカーボン
ダイヤフラムをペルフルオルイオン交換重合体で被覆す
る方法が開示されている。薄い膜基体は、1000よりも大
きい当量を有するペルフルオルイオン交換重合体被覆の
使用であるとして特定的に排除されている。
U.S. Pat. ing. The modifying polymer composition can contain a surfactant and may contain excess modifying composition, both of which are sources of unwanted extractables. In addition, these patents are greater than 0.25 mm and preferably about 0.76.
A method of coating a thick polyfluorocarbon diaphragm having a thickness of mm to about 5.0 mm with a perfluoroion exchange polymer is disclosed. Thin membrane substrates are specifically excluded as being the use of perfluor ion exchange polymer coatings having equivalent weights greater than 1000.

従って、湿潤性を向上させる変性表面を有する薄い多
孔質膜を提供することは望ましいであろう。加えて、弗
素含有重合体で構成される多孔質膜のような薬品攻撃に
対して抵抗性のかかる膜を提供するのは望ましいであろ
う。更に、使用する間に脱湿潤しないように、ガス発生
性流体をろ過するときに表面上にガスの核形成を助成し
ないかかる膜を提供することは望ましいであろう。ま
た、生成する膜、特に小さい細孔寸法の膜の束特性に有
意の悪影響を及ぼさずに未変性膜と比較して向上された
粒子保持特性を有するかかる膜を提供することは望まし
いであろう。
Therefore, it would be desirable to provide thin porous membranes with modified surfaces that improve wettability. In addition, it would be desirable to provide such membranes that are resistant to chemical attack, such as porous membranes composed of fluorine-containing polymers. Further, it would be desirable to provide such a membrane that does not aid in gas nucleation on the surface when filtering the gas generating fluid so that it will not dewet during use. It would also be desirable to provide such membranes with improved particle retention properties compared to unmodified membranes without significantly adversely affecting the bundle properties of the resulting membranes, especially those with small pore sizes. .

発明の概要 本発明は、内部細孔表面及び外部幾何学的表面を含め
て表面を付着され結合されたペルフルオルカーボン共重
合体組成物で完全に変性させた薄い多孔質重合体膜基体
の製造法を提供するものである。このペルフルオルカー
ボン共重合体組成物は、それが重合体基体表面に結合さ
れるような態様で付着される。ペルフルオルカーボン共
重合体組成物の溶液は、重合体基体を溶液に浸漬させる
か、又は溶液を重合体基体に加圧下に通すか、又は膜の
細孔に加圧下に貫入させることによるが如くして重合体
基体と接触される。本明細書における用語「溶液」は、
溶剤、希釈剤又は分散媒体中に完全溶解した及び/又は
部分溶解したペルフルオルカーボン共重合体組成物を含
有する液体組成物を意味する。これらの溶液は、分散媒
体中に懸濁された未溶解ペルフルオルカーボン共重合体
組成物の懸濁体を含む。この溶液は、ペルフルオルカー
ボン共重合体組成物用の溶剤、希釈剤又は分散剤媒体で
ある液体組成物であって、膜基体を完全に湿潤するもの
を含み、又は、それが膜基体を湿潤しないときには、膜
は、溶液が膜の細孔に入ることができるが又は溶液が細
孔中に押し入れられるように予備湿潤される。溶液が膜
の細孔に完全に入ることが必要要件である。次いで、表
面変性膜基体は、過剰の未結合ペルフルオルカーボン共
重合体組成物を選択的に除去しそしてそれを基体の表面
全体に分配するために機械的力を受ける。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a thin porous polymer membrane substrate that has been fully modified, including internal pore surfaces and external geometric surfaces, with attached and bonded perfluorocarbon copolymer compositions. It provides a manufacturing method. The perfluorocarbon copolymer composition is deposited in such a way that it is bonded to the polymer substrate surface. The solution of the perfluorocarbon copolymer composition depends on immersing the polymer substrate in the solution, or by passing the solution through the polymer substrate under pressure, or by penetrating the pores of the membrane under pressure. It is thus contacted with the polymer substrate. As used herein, the term "solution" refers to
It refers to a liquid composition containing a completely and / or partially dissolved perfluorocarbon copolymer composition in a solvent, diluent or dispersion medium. These solutions comprise a suspension of undissolved perfluorocarbon copolymer composition suspended in a dispersion medium. The solution comprises a liquid composition that is a solvent, diluent or dispersant medium for the perfluorocarbon copolymer composition that completely wets the membrane substrate, or it When not wet, the membrane is pre-wet so that the solution can enter the pores of the membrane or the solution can be forced into the pores. It is a requirement that the solution completely enter the pores of the membrane. The surface-modified membrane substrate is then subjected to mechanical forces to selectively remove excess unbound perfluorocarbon copolymer composition and distribute it over the surface of the substrate.

別の具体例では、膜基体に結合されたペルフルオルカ
ーボン共重合体組成物の除去を回避しながら、前に機械
的力を受けた表面に未結合ペルフルオルカーボン共重合
体組成物を溶媒和又は希釈による等して選択的に除去す
る溶剤、希釈剤又は分散剤を接触される工程を加えても
よい。得られた表面変性膜を、次いで、膜基体と結合ペ
ルフルオルカーボン共重合体組成物との間の結合強度を
向上させるために乾燥させそして熱処理する。
In another embodiment, the unbound perfluorocarbon copolymer composition is applied to the surface that was previously subjected to mechanical forces while avoiding the removal of the perfluorocarbon copolymer composition bound to the membrane substrate. A step of contacting a solvent, diluent or dispersant that is selectively removed, such as by solvation or dilution, may be added. The resulting surface modified membrane is then dried and heat treated to improve the bond strength between the membrane substrate and the bound perfluorocarbon copolymer composition.

熱処理された表面変性膜はその表面を、結合ペルフル
オルカーボン共重合体組成物(これは、驚いたことに、
未結合溶媒和ペルフルオルカーボン共重合体組成物を溶
媒和及び/又は希釈する溶剤又は希釈剤中に実質上可溶
性でない)を含む組成物で完全に変性させる。本明細書
において用語「完全に変性された」を使用するときに
は、それは、表面変性の程度が、膜をガス発生性液体と
接触させたときに膜の脱湿潤を検出することができない
程で、しかも、膜をメチレンブルー染料で色付けしたと
きに膜表面の未染色部分が検出されないようなものであ
ることを意味する。かくして過剰の又は未結合のペルフ
ルオルカーボン共重合体組成物は、変性膜表面に悪影響
を及ぼさずに変性膜から選択的に除去されることができ
る。加えて、未結合ペルフルオルカーボン共重合体組成
物を膜から除去できるので、表面変性膜を通過させる流
体中で離脱される可能性があるものはもはや抽出分の可
能な源ではない。かくして、熱処理された表面変性膜に
は、未結合溶媒和ペルフルオルカーボン共重合体組成物
用の溶剤又は希釈剤である液体を用いたときでさえも抽
出分を実質上存在しない。加えて、表面変性用組成物
は、精製水をろ過する間に膜を横切る圧力降下の増大を
測定することによって調べて、多孔質膜基体が実質上閉
鎖又は閉塞されないような量で且つ濃度で使用する。本
発明の変性多孔質膜製品は、圧力降下によって測定して
未変性多孔質膜基体と実質上同じ透過性を有する。即
ち、未変性多孔質膜基体を横切る圧力降下と比較した時
の本発明の変性多孔質膜の場合の圧力降下の増大は、25
%を越えない。この圧力降下の増大は、未変性多孔質膜
基体を横切る圧力降下と比較して15%を超えないのが好
ましく、そして10%を超えないのが最も好ましい。
The heat-treated surface-modified membrane has its surface bound to a bound perfluorocarbon copolymer composition (which, surprisingly,
The unbound solvated perfluorocarbon copolymer composition is completely modified with a composition comprising a solvent or diluent that solvates and / or dilutes). When using the term "fully modified" herein, it is such that the extent of surface modification is such that dewetting of the membrane cannot be detected when the membrane is contacted with a gas generating liquid. Moreover, it means that the unstained portion of the film surface is not detected when the film is colored with methylene blue dye. Thus, excess or unbound perfluorocarbon copolymer composition can be selectively removed from the modified membrane without adversely affecting the modified membrane surface. In addition, the unbound perfluorocarbon copolymer composition can be removed from the membrane so that it is no longer a possible source of extractables that could be released in the fluid passing through the surface modified membrane. Thus, the heat-treated surface-modified membrane is substantially free of extractables, even when using a liquid that is a solvent or diluent for the unbound solvated perfluorocarbon copolymer composition. In addition, the surface modifying composition is tested by measuring the increase in pressure drop across the membrane during filtration of the purified water, in an amount and at a concentration such that the porous membrane substrate is not substantially closed or occluded. use. The modified porous membrane product of the present invention has substantially the same permeability as the unmodified porous membrane substrate as measured by pressure drop. That is, the increase in pressure drop for the modified porous membrane of the present invention as compared to the pressure drop across the unmodified porous membrane substrate is 25
It does not exceed%. This increase in pressure drop is preferably no more than 15%, and most preferably no more than 10% as compared to the pressure drop across the native porous membrane substrate.

本発明に従って変性した膜は、未変性膜の束特性を実
質上維持しながらずっと小さい細孔寸法の未変性膜の粒
子保持特性を有することができる。更に、膜の表面変性
を行う組成物はペルフルオルカーボン共重合体組成物か
ら形成するので、変性表面も亦、化学薬品攻撃に対して
高度に抵抗性である。加えて、ペルフルオルカーボン共
重合体組成物は、ガス発生性液体をろ過するときに膜の
表面でのガスの核形成を助成しない。かくして、ガス発
生性液体をろ過するときには、膜の有効寿命は、膜の脱
湿潤をもたらすガス発生性液体をろ過するときに表面上
でのガスの核形成を助成する未変性フルオルカーボン膜
の有効寿命よりも有意に長くなる。
Membranes modified according to the present invention can have the particle retention properties of unmodified membranes with much smaller pore sizes while substantially maintaining the bundle properties of the unmodified membranes. Furthermore, since the composition for surface modification of the membrane is formed from a perfluorocarbon copolymer composition, the modified surface is also highly resistant to chemical attack. In addition, the perfluorocarbon copolymer composition does not aid in gas nucleation at the surface of the membrane when filtering gas generating liquids. Thus, when filtering a gas-generating liquid, the useful life of the membrane is that of a native fluorocarbon membrane that aids in the nucleation of gas on the surface when filtering the gas-generating liquid that results in dewetting of the membrane. Significantly longer than useful life.

図面の簡単な説明 図1は、例10の標準脱湿潤試験の結果を示すプロット
である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a plot showing the results of the standard dewetting test of Example 10.

図2は、例11の標準SC2ドレンテストのP/Q対ドレン数
を示すプロットである。
FIG. 2 is a plot showing P / Q vs. drain number for the standard SC2 drain test of Example 11.

図3は、例14の未染色対照の図(4.3×)である。  FIG. 3 is an unstained control of Example 14 (4.3 ×).

図4は、例14の染色対照の図(4.3×)である。  FIG. 4 is a diagram (4.3 ×) of the staining control of Example 14.

図5は、染色された例15の非予備湿潤沈殿被覆対照の
図(4.3×)である。
FIG. 5 is a diagram (4.3 ×) of the non-pre-wet precipitate coated control of Example 15 stained.

図6は、染色された例15の予備湿潤沈殿被覆試料の図
(4.3×)である。
FIG. 6 is a diagram (4.3 ×) of the dyed pre-wet precipitate coated sample of Example 15.

図7は、染色された例14の非予備湿潤被覆試料の図
(4.3×)である。
FIG. 7 is a diagram (4.3 ×) of the dyed non-pre-wet coated sample of Example 14.

図8は、染色された例14の予備湿潤被覆試料の図(4.
3×)である。
Figure 8 is a diagram of the pre-wet coated sample of Example 14 stained (4.
3x).

図9は、染色された例16で論じた本発明のプロセスで
製造された表面変性膜の図(4.3×)である。
FIG. 9 is a diagram (4.3 ×) of a surface-modified membrane produced by the process of the invention discussed in Example 16 as dyed.

図10は、染色された例17で論じた本発明のプロセスで
製造された表面変性膜の図である。
FIG. 10 is a diagram of a surface-modified membrane produced by the process of the present invention discussed in Dyeing Example 17.

特定の具体例の説明 本発明の膜の表面変性用組成物は、デュポン社によっ
て商品名「NAFION」(登録商標)で又は旭硝子社によっ
て商品名「FLEMION」(登録商標)で販売されるものの
ようなペルフルオルカーボン共重合体として一般に知ら
れる重合体組成物を含み、これを膜基体に結合させる。
DESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS The membrane surface modifying compositions of the present invention are such as those sold by DuPont under the tradename "NAFION" or by Asahi Glass under the tradename "FLEMION". Polymer compositions commonly known as various perfluorocarbon copolymers, which are attached to the membrane substrate.

これらのペルフルオルカーボン共重合体は、一般的に
は、少なくとも2種の単量体の共重合体であり、そして
1種の単量体は、弗化ビニル、ヘキサフルオルプロピレ
ン、弗化ビニリデン、トリフルオルエチレン、クロルト
リフルオルエチレン、ペルフルオル(アルキルビニルエ
ーテル)、テトラフルオルエチレン及びそれらの混合物
のような弗素含有単量体群から選択する。
These perfluorocarbon copolymers are generally copolymers of at least two monomers, and one monomer is vinyl fluoride, hexafluoropropylene, fluoropolymer. It is selected from the group of fluorine-containing monomers such as vinylidene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, perfluoro (alkyl vinyl ethers), tetrafluoroethylene and mixtures thereof.

第二の単量体は、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、
(SO2NR2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)若しくは(C
ONR2)基(ここで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土
類金属又はNR4であり、そして各々のRは別個にH、C
H3、C2H5又はC6H5のようなアルキル基又はアリール基で
あり、そしてこれらは、ヒドロキシル、アミン、エーテ
ル又はカルボニル基等のような他の官能基を随意に含有
して置換アルキル基又は置換アリール基を形成してよ
い)であることができる官能基又はこれらに転化されう
る官能基を含有する弗素含有単量体の群から選択する。
かくる第二単量体の例は、一般的には、式CF2=CFRf
Xによって表わすことができる。一般式におけるRfは、
エーテル結合を含有するものを含めて、任意の好適な又
は通常の形状を有する1〜8個の炭素原子を含む線状又
は分岐状二官能性過弗素化基であり、そして炭素−炭素
結合を介して又は好ましくはエーテル結合を介してビニ
ル基CF2=CFに直接結合されるものである。一般式にお
けるXは、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2N
R2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)若しくは(CONR2
基(ここで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属
又はNR4であり、そして各々のRは別個にH、CH3、C2H5
又はC6H5のようなアルキル基又はアリール基であり、そ
してこれらは、ヒドロキシル、アミン、エーテル又はカ
ルボニル基等のような他の官能基を随意に含有して置換
アルキル基又は置換アリール基を形成してよい)である
ことができる官能基又はこれらに転化されうる官能基で
ある。一般式における1つの制限は、−X基に隣接する
炭素原子上に少なくとも1個の弗素原子が存在すること
の一般的な要件である。
The second monomer is (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R),
(SO 2 NR 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (C
ONR 2 ) groups, where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR 4 , and each R is independently H, C
Alkyl or aryl groups such as H 3 , C 2 H 5 or C 6 H 5 , which are optionally substituted with other functional groups such as hydroxyl, amine, ether or carbonyl groups and the like. Selected from the group of fluorine-containing monomers containing functional groups which can be alkyl groups or substituted aryl groups) or which can be converted into these.
Examples of such second monomers are generally of the formula CF 2 = CFR f
It can be represented by X. R f in the general formula is
A linear or branched difunctional perfluorinated group containing from 1 to 8 carbon atoms having any suitable or conventional shape, including those containing ether linkages, and having a carbon-carbon bond It is directly bonded to the vinyl group CF 2 ═CF via an ether bond or preferably an ether bond. X in the general formula is (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 N)
R 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 )
A group (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR 4 and each R is independently H, CH 3 , C 2 H 5
Or an alkyl or aryl group such as C 6 H 5 and which optionally contains other functional groups such as hydroxyl, amine, ether or carbonyl groups to form a substituted alkyl or substituted aryl group. Which may be formed) or a functional group which can be converted into these functional groups. One limitation in the general formula is the general requirement that there be at least one fluorine atom on the carbon atom adjacent to the -X group.

典型的には、スルホニルベースのイオン交換基に転換
されうる弗化スルホニル基を含有するかかる第二単量体
は米国特許3282875、3041317、3560568及び3718627に記
載され、そしてペルフルオルカーボン共重合体の製造法
は米国特許3041317、2393967、2559752及び2593583に記
載されているので、必要ならば、それらの米国特許を参
照されたい。これらのペルフルオルカーボン共重合体
は、(SO3M)基に変換されうるペンダントSO2Fベースの
官能基を有するのが普通である。本発明の1つの具体例
では、表面変性用組成物は、カルボニルベースのイオン
交換基に転換されうるペンダントカルボニルベースの官
能基を含む。
Typically, such second monomers containing sulfonyl fluoride groups that can be converted to sulfonyl-based ion exchange groups are described in U.S. Pat. The production method of is described in U.S. Pat. These perfluorocarbon copolymers typically have pendant SO 2 F-based functional groups that can be converted to (SO 3 M) groups. In one embodiment of the present invention, the surface modifying composition comprises pendant carbonyl-based functional groups that can be converted to carbonyl-based ion exchange groups.

ペンダントカルボニルベースのイオン交換官能基を有
するペルフルオルカーボン共重合体は、米国特許415105
2若しくは特開昭第52−38486号に従うような任意の好適
な通常の態様で製造することができ、又は米国特許4151
051に記載されるような方法によってスルホニル基含有
単量体から誘導されるカルボニル官能基含有単量体から
重合することができるので、必要ならば、これらの文献
を参照されたい。弗化カルボニル含有単量体の具体的な
例としては、 が挙げられる。好ましいカルボニル含有単量体として
は、 が挙げられる。それ故に、本発明で使用する好ましいペ
ルフルオルカーボン共重合体としては、式−OCF2CF2X'
及び/又は−OCF2CF2C−F2Y−B−YCF2CF2O−(式中、
X'は弗化スルホニル(SO2F)、弗化カルボニル(CO
F)、スルホネートメチルエステル(SO3CH3)、カルボ
キシレートメチルエステル(COOCH3)、イオン性カルボ
キシレート(COO-Z+)又はイオン性スルホネート(SO3 -
Z+)であり、Yはスルホニル(SO2)又はカルボニル(C
O)であり、Bは−O−、−O−O−、−S−S−、並
びに式NH(CR1R2xNH(ここで、R1及びR2は短鎖アルカ
ン、アルケン、水素及びアミン基から選択する)のジ−
及びポリアミンであり、そしてZは水素、リチウム、セ
シウム、ルビジウム、カリウム及びナトリウムのような
アルカリ金属、又はバリウム、ベリリウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム及びラジウムのような
アルカリ土類金属、又は第四級アンモニウムイオンであ
る)によって表わされるカルボニル及び/又はスルホニ
ルベースの官能基が挙げられる。
Perfluorocarbon copolymers having pendant carbonyl-based ion-exchange functional groups are described in US Pat.
2 or can be prepared in any suitable conventional manner, such as according to JP 52-38486, or U.S. Pat.
Reference can be made to these references if necessary, as they can be polymerized from carbonyl functional group containing monomers derived from sulfonyl group containing monomers by methods such as those described in 051. Specific examples of the carbonyl fluoride-containing monomer include: Is mentioned. Preferred carbonyl-containing monomers include Is mentioned. Thus, preferred perfluoro carbon copolymer used in the present invention, wherein -OCF 2 CF 2 X '
And / or -OCF 2 CF 2 CF 2 Y- B-YCF 2 CF 2 O- ( wherein,
X'is sulfonyl fluoride (SO 2 F), carbonyl fluoride (CO
F), sulfonate methyl ester (SO 3 CH 3), carboxylate ester (COOCH 3), ionic carboxylate (COO - Z +) or ionic sulfonate (SO 3 -
Z + ) and Y is sulfonyl (SO 2 ) or carbonyl (C
Is O), B is -O -, - O-O - , - S-S-, and wherein NH (CR 1 R 2) x NH ( wherein, R 1 and R 2 are short-chain alkanes, alkenes, Di-) selected from hydrogen and amine groups
And polyamines, and Z is an alkali metal such as hydrogen, lithium, cesium, rubidium, potassium and sodium, or an alkaline earth metal such as barium, beryllium, magnesium, calcium, strontium and radium, or quaternary ammonium. Carbonyl and / or sulfonyl-based functional groups represented by (which are ionic).

ペルフルオルカーボン共重合体のスルホニル形は、典
型的には、弗素化炭化水素主鎖に官能基か又は官能基を
有するペンダント側鎖のどちらかが結合してなる重合体
であるのが典型的である。このペンダント側鎖は、例え
ば、 基(ここで、R'fはF、C1又はC1〜C10ペルフルオルアル
キル基であり、そしてWはF又はC1、好ましくはFであ
る)を含有することができる。重合体中の側鎖基にある
官能基は、エーテル結合を介して側鎖基に結合されるこ
とができる末端基 に存在することになるのが普通である。この種のペルフ
ルオルカーボン共重合体の例は、米国特許3282875、356
0568及び3718627に開示されているので、必要ならば、
それらを参照されたい。
The sulfonyl form of a perfluorocarbon copolymer is typically a polymer in which either a functional group or a pendant side chain having a functional group is attached to the fluorinated hydrocarbon backbone. Target. This pendant side chain is, for example, Group (wherein, R 'f is F, C1 or C 1 -C 10 perfluoroalkyl group, and W is F or C1, preferably a F) may contain. The functional group on the side group in the polymer is a terminal group which can be bonded to the side group via an ether bond. Would normally be present in. Examples of this type of perfluorocarbon copolymers are found in US Pat.
As disclosed in 0568 and 3718627, if necessary,
See them.

追加の例は、一般式CF2=CF−Tk−CF2SO2F(ここで、
Tは1〜8個の炭素原子を含む二官能性弗素化基であ
り、そしてkは0又は1である)によって表わすことが
できる。Tにおける置換原子は、弗素、塩素又は水素を
包含する。最も好ましいペルフルオルカーボン共重合体
には炭素に結合した水素及び塩素が両方とも存在しな
い、即ち、それらは苛酷な環境で最大に安定であるため
に過弗素化される。上記式のT基は分岐又は非分岐即ち
直鎖のどちらであってもよく、そして1個以上のエーテ
ル結合を有することができる。この群の弗化スルホニル
含有共単量体におけるビニル基はエーテル結合を介して
T基に結合されること、即ち、共単量体は式CF2=CF−
O−T−CF2−SO2Fを有することが好ましい。かかる弗
化スルホニル含有共単量体の例は、 である。
Additional examples of the general formula CF 2 = CF-T k -CF 2 SO 2 F ( wherein
T is a difunctional fluorinated group containing 1 to 8 carbon atoms, and k is 0 or 1.). Substituent atoms at T include fluorine, chlorine or hydrogen. The most preferred perfluorocarbon copolymers are free of both carbon-bonded hydrogen and chlorine, ie they are perfluorinated because they are maximally stable in harsh environments. The T groups in the above formulas may be branched or unbranched or straight chain and may have one or more ether linkages. The vinyl group in this group of sulfonyl fluoride-containing comonomers is linked to the T group via an ether bond, ie the comonomer has the formula CF 2 = CF-
It is preferred to have the O-T-CF 2 -SO 2 F. Examples of such sulfonyl fluoride containing comonomers include: Is.

最も好ましい弗化スルホニル含有共単量体は、ペルフ
ルオル(3,6−ジオキサ−4−メチル−7−オクテンス
ルホニルフルオリド)、 である。
The most preferred sulfonyl fluoride containing comonomer is perfluor (3,6-dioxa-4-methyl-7-octenesulfonyl fluoride), Is.

スルフォニル含有単量体は、米国特許3282875、30413
17、3718627及び3560568の如き文献に記載されているの
で、必要ならば、それらを参照されたい。
Sulfonyl-containing monomers are described in U.S. Pat.
References such as 17, 3718627, and 3560568 can be made if necessary.

本発明において使用するペルフルオルカーボン共重合
体の好ましい群は、次の反復単位、 [式中、hは3〜15であり、jは1〜10であり、pは
0、1又は2であり、X''は一緒になって4個の弗素又
は3個の弗素及び1個の塩素になり、YはF又はCF3
あり、そしてR'fはF、Cl又はC1〜C10ペルフルオルアル
キル基である]を有する重合体によって表わされる。
A preferred group of perfluorocarbon copolymers for use in the present invention is the following repeating unit: [Wherein, h is 3 to 15, j is 1 to 10, p is 0, 1 or 2 and X ″ are taken together to form 4 fluorines or 3 fluorines and 1 Is chlorine, Y is F or CF 3 , and R ′ f is F, Cl or a C 1 -C 10 perfluoroalkyl group.

本発明の方法では、スルホニル及びカルボニルの両方
のタイプの官能基を含有する共重合体、並びに異なる官
能基を有する共重合体の混合物を含めて、スルホニル又
はカルボニルベースの官能基を含有する任意のペルフル
オルカーボン共重合体を使用することができる。最も好
ましいスルホニル含有ペルフルオルカーボン共重合体
は、テトラフルオルエチレンとペルフルオル(3,6−ジ
オキサ−4−メチル−7−オクテンスルホニルフルオリ
ド)との共重合体であり、そしてこれからスルホン酸形
又は塩形を得ることができる。最も好ましいカルボニル
含有ペルフルオルカーボン共重合体は、テトラフルオル
エチレンとメチルペルフルオル(4,7−ジオキサ−5−
メチル−8ノネノエート)との共重合体であり、そして
これからカルボン酸形又は塩形を得ることができる。
The method of the invention includes any copolymer containing sulfonyl or carbonyl based functional groups, including copolymers containing both sulfonyl and carbonyl type functional groups, and mixtures of copolymers with different functional groups. Perfluorocarbon copolymers can be used. The most preferred sulfonyl-containing perfluorocarbon copolymer is a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro (3,6-dioxa-4-methyl-7-octenesulfonyl fluoride), and from this the sulfonic acid form Alternatively, the salt form can be obtained. The most preferred carbonyl-containing perfluorocarbon copolymer is tetrafluoroethylene and methylperfluoro (4,7-dioxa-5-
Copolymer with methyl-8-nonenoate) and from which the carboxylic acid or salt form can be obtained.

ペルフルオルカーボン共重合体のスルホニル、カルボ
ニル、スルホネート及びカルボキシレートエステル、並
びにスルホニル及びカルボニルベースのアミド形は、加
水分化反応によってイオン交換形に容易に転換されるの
が普通である。例えば、塩形はNaOHのような強アルカリ
での処理によって得ることができ、そして酸形はHClの
ような酸での処理によって得ることができる。この転換
工程は、膜基体をペルフルオルカーボン共重合体のスル
ホニル、カルボニル、スルホネート及びカルボキシレー
トエステル並びにスルホニル及びカルボニルベースのア
ミド形で表面処理する前後に実施することができる。
The sulfonyl, carbonyl, sulfonate and carboxylate esters, and sulfonyl and carbonyl based amide forms of perfluorocarbon copolymers are usually readily converted to the ion exchange form by a hydrolysis reaction. For example, the salt form can be obtained by treatment with a strong alkali such as NaOH, and the acid form can be obtained by treatment with an acid such as HCl. This conversion step can be carried out before or after surface treatment of the membrane substrate with the sulfonyl, carbonyl, sulfonate and carboxylate esters of the perfluorocarbon copolymer and sulfonyl and carbonyl-based amide forms.

本発明の方法で使用するペルフルオルカーボン共重合
体は特定の当量に限定する必要はないが、その代わり、
膜基体の表面に結合し、且つ未結合溶媒和共重合体用の
溶剤又は希釈剤である液体組成物との接触によって実質
上除去されない限り、任意の当量を有する任意の共重合
体を使用することができる。加えて、生成した表面変性
膜を使用する間の脱湿潤を防止するような任意の当量を
有する任意のペルフルオルカーボン共重合体を使用する
ことができる。ペルフルオルカーボン共重合体の当量
は、約900〜約1500が普通であり、そして約1050〜約125
0がより普通である。ペルフルオルカーボン共重合体の
当量は、共重合体中の1個の反復単位の平均重量であ
る。
The perfluorocarbon copolymer used in the method of the invention need not be limited to a specific equivalent weight, but instead,
Any copolymer having any equivalent weight is used unless it is bound to the surface of the membrane substrate and is substantially not removed by contact with the liquid composition which is the solvent or diluent for the unbound solvated copolymer. be able to. In addition, any perfluorocarbon copolymer having any equivalent weight to prevent dewetting during use of the resulting surface modified membrane can be used. The equivalent weight of the perfluorocarbon copolymer is typically about 900 to about 1500, and about 1050 to about 125.
0 is more common. The equivalent weight of perfluorocarbon copolymer is the average weight of one repeating unit in the copolymer.

膜基体の表面変性が由来するペルフルオルカーボン共
重合体溶液を形成するのに使用する溶剤としては、米国
特許4386987によって開示される溶剤が挙げられるの
で、必要ならば、これを参照されたい。これらの溶剤
は、ハロカーボンオイル、ペルフルオルオクタン酸油、
N−アルキルアセトアミド及びデカフルオルビフェニル
を包含する。別法として、米国特許4348310によって開
示されるハロゲン化飽和炭化水素を使用することができ
るので、必要ならば、これを参照されたい。好ましい溶
剤は米国特許4433082及び4453991によって開示されるア
ルコール系溶剤であるので、必要ならば、これらを参照
されたい。アルコール系溶剤は、メタノール、エタノー
ル、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノ
ール、2−ブタノール、2−メトキシエタノール、2−
エトキシエタノール、エチレングリコールジメチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール
ジエチルエーテル、ジオキサン及びアセトニトリル、並
びにこれら同志の混合物又はこれらと水との混合物を包
含する。最も好ましい溶剤は、水とイソプロパノールの
ような低級アルコールとの混合物である。ペルフルオル
カーボン共重合体の溶液は、密閉容器において溶剤の臨
界温度よりも低い高められた温度典型的には180℃〜300
℃及び高められた圧力において形成する。これらの溶液
は、ペルフルオルカーボン共重合体を沈殿させずに、イ
ソプロパノール、エタノール、水又は類似物のようなペ
ルフルオルカーボン共重合体用の溶剤又は希釈剤と混和
性である。溶液が膜の細孔に完全に入ることが必要要件
である。
Solvents used to form the perfluorocarbon copolymer solution from which the surface modification of the membrane substrate is derived include those disclosed by U.S. Pat. No. 4,386,987, which is referenced if necessary. These solvents are halocarbon oil, perfluorooctanoic acid oil,
Includes N-alkylacetamide and decafluorbiphenyl. Alternatively, the halogenated saturated hydrocarbons disclosed by U.S. Pat. No. 4,348,310 can be used, and should be referred to if necessary. Preferred solvents are the alcoholic solvents disclosed by US Pat. Nos. 4,430,382 and 4,453,991, which may be referred to if necessary. The alcohol solvent is methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, 2-methoxyethanol, 2-.
Includes ethoxyethanol, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dioxane and acetonitrile, as well as mixtures thereof or mixtures thereof with water. The most preferred solvent is a mixture of water and a lower alcohol such as isopropanol. The solution of perfluorocarbon copolymer has an elevated temperature below the critical temperature of the solvent in a closed vessel, typically 180 ° C to 300 ° C.
Form at 0 ° C. and elevated pressure. These solutions are miscible with solvents or diluents for perfluorocarbon copolymers such as isopropanol, ethanol, water or the like without precipitating the perfluorocarbon copolymer. It is a requirement that the solution completely enter the pores of the membrane.

溶液中のペルフルオルカーボン共重合体の濃度は、膜
基体への共重合体の結合を生じさせ且つ生成する表面変
性膜の脱湿潤を防止する程に高くすべきであるが、しか
し生成する表面変性膜の束特性の不利な低下を防止する
程に低くすべきである。溶液中のペルフルオルカーボン
共重合体の濃度は、約0.01重量%〜約10重量%にするの
が典型的であり、約0.1重量%〜約5重量%にするのが
より普通である。
The concentration of the perfluorocarbon copolymer in the solution should be high enough to cause binding of the copolymer to the membrane substrate and prevent dewetting of the resulting surface-modified membrane, but it does. It should be low enough to prevent unfavorable deterioration of the bundle properties of the surface-modified membrane. The concentration of the perfluorocarbon copolymer in the solution is typically about 0.01 wt% to about 10 wt%, more usually about 0.1 wt% to about 5 wt%.

多孔質膜基体は、ペルフルオルカーボン共重合体組成
物についての溶剤によって溶媒和又は劣化されない重合
体組成物より形成される薄い重合体微孔質又は限外ろ過
膜である。典型的な膜の細孔寸法は、10ミクロン〜0.01
ミクロンの範囲内である。膜基体は、フラットシート、
波形シート、中空繊維又は類似物を含めて、任意の都合
のよい幾何学的形状を有することができる。膜は、支持
体付き若しくは無支持でも、等方性若しくは異方性で
も、表皮付き若しくは表皮なしにすることができ、又は
複合膜にすることができる。膜基体は、厚さ約5〜約25
0ミクロン、好ましくは約10ミクロン〜約200ミクロンを
有する。膜は薄いので、これによって未結合のペルフル
オルカーボン共重合体組成物の除去が容易にされる。代
表的である好適な膜基体としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン及びポリメチルペンテンのようなポリオレフ
ィン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミ
ド、ポリアミド、弗素含有重合体、例えば、ポリテトラ
フルオルエチレン、弗素化エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−テトラフルオルエチレン共重合体又はペ
ルフルオルアルコキシ重合体が挙げられる。好ましい膜
基体は、弗素含有重合体、特に、デュポン社によって商
品名「Teflon(登録商標)PTFE」、「Teflon FEP」及び
「Teflon PFA」で販売されるフルオルカーボンとして一
般的に知られる重合体群のようなポリテトラフルオルエ
チレン、弗素化エチレン−プロピレン共重合体又はペル
フルオルアルコキシ重合体から形成する。
The porous membrane substrate is a thin polymeric microporous or ultrafiltration membrane formed from a polymer composition that is not solvated or degraded by the solvent for the perfluorocarbon copolymer composition. Typical membrane pore sizes range from 10 microns to 0.01
Within the micron range. The membrane substrate is a flat sheet,
It may have any convenient geometry, including corrugated sheets, hollow fibers or the like. The membrane can be supported or unsupported, isotropic or anisotropic, skinned or unskinned, or a composite membrane. The membrane substrate has a thickness of about 5 to about 25.
It has 0 micron, preferably from about 10 micron to about 200 micron. Since the membrane is thin, this facilitates removal of unbound perfluorocarbon copolymer composition. Representative suitable membrane substrates include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polymethylpentene, polysulfones, polyether sulfones, polyimides, polyamides, fluorine containing polymers such as polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene- Examples thereof include a propylene copolymer, an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer and a perfluoroalkoxy polymer. Preferred membrane substrates are fluorine-containing polymers, especially the polymers commonly known as fluorocarbons sold by DuPont under the trade names "Teflon® PTFE", "Teflon FEP" and "Teflon PFA". Formed from polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymers or perfluoroalkoxy polymers such as the group.

膜は、その全表面が結合ペルフルオルカーボン共重合
体組成物で完全に変性されており、従って露出した基体
表面は存在しない。この完全に変性された表面は、結合
ペルフルオルカーボン共重合体組成物で実質上均質に被
覆されることが好ましい。完全な表面変性は、液体をろ
過するときに膜の脱湿潤を防止する。均一な表面変性
は、フィルターによる均一なろ過を促進する。加えて、
表面変性用組成物は、精製水をろ過する間に膜を横切る
圧力降下の増大を測定することによって決定して、多孔
質膜基体が実質上閉鎖又は閉塞されないような量で且つ
濃度で使用する。本発明の変性多孔質膜製品は、圧力降
下によって測定して未変性多孔質膜基体と実質上同じ透
過性を有する。即ち、未変性多孔質膜基体を横切る圧力
降下と比較した時の本発明の変性多孔質膜の場合のこの
圧力降下は、25%鳥も大きい増大を超えない。好ましく
は、この圧力降下の増大は、未変性多孔質膜基体を横切
る圧力降下と比較して15%を超えず、最も好ましくは10
%を超えない。
The membrane is completely modified on all its surfaces with the bound perfluorocarbon copolymer composition, so that there are no exposed substrate surfaces. This fully modified surface is preferably substantially homogeneously coated with the bound perfluorocarbon copolymer composition. Complete surface modification prevents dewetting of the membrane when filtering the liquid. Uniform surface modification promotes uniform filtration through the filter. in addition,
The surface modifying composition is used in an amount and concentration such that the porous membrane substrate is not substantially closed or occluded as determined by measuring the increase in pressure drop across the membrane during filtration of purified water. . The modified porous membrane product of the present invention has substantially the same permeability as the unmodified porous membrane substrate as measured by pressure drop. That is, this pressure drop for the modified porous membranes of the present invention, when compared to the pressure drop across the unmodified porous membrane substrate, does not exceed a large increase by 25% birds. Preferably, this increase in pressure drop does not exceed 15% compared to the pressure drop across the unmodified porous membrane substrate, most preferably 10%.
Not exceed%.

本発明の1つの具体例では、0.2ミクロン以下の平均
細孔寸法を有する表面変性膜を形成する。膜は、表面を
先に記載した結合表面変性用組成物で変性させた弗素含
有重合体膜基体、好ましくは、ポリテトラフルオルエチ
レン、弗素化エチレン−プロピレン共重合体又はペルフ
ルオルアルコキシ重合体膜基体から形成する。膜基体
は、その表面が結合表面変性用組成物によって完全に変
性される。この結合表面変性用組成物は、液体組成物を
ろ過する際にそれを使用する間、膜の脱湿潤を防止す
る。ろ過の間に、変性膜を横切る“最終の”圧力降下
は、標準脱湿潤試験に従って測定して、表面変性膜を横
切る“初期の”圧力降下の約3倍よりも大きくなく、好
ましくは約2倍よりも大きくない。
In one embodiment of the invention, a surface modified membrane having an average pore size of 0.2 microns or less is formed. The membrane is a fluorine-containing polymer membrane substrate, the surface of which has been modified with the bonding surface modifying composition described above, preferably polytetrafluoroethylene, a fluorinated ethylene-propylene copolymer or a perfluoroalkoxy polymer. It is formed from a film substrate. The surface of the membrane substrate is completely modified by the bonding surface modifying composition. The bonded surface modifying composition prevents dewetting of the membrane during its use in filtering the liquid composition. During filtration, the "final" pressure drop across the denaturing membrane is no more than about 3 times the "initial" pressure drop across the surface denaturing membrane, preferably about 2 Not bigger than twice.

フィルターの圧力降下は、液体流れに対するフィルタ
ーの抵抗の尺度である。高い圧力降下は、フィルターが
脱湿潤しているか又は閉塞されているときの如き高い抵
抗性を示す。低い圧力降下は、フィルターが新しく且つ
完全に湿潤しているときの如き低い抵抗を示す。たいて
いの場合に、圧力降下データは、異なる条件下の同じフ
ィルター、同じタイプの他のフィルター、又は表面変性
する前の同じフィルターと比較して考慮されるべきであ
る。というのは、異なるタイプのフィルターは、フィル
ターにおける異なる膜細孔寸法、表面積及び寸法形状に
よって異なる圧力降下を有することになるからである。
圧力降下は、1.0ガロン/分(gpm)(3.8リットル/
分)の一定液体流量で標準化しポンド/平方インチ(ps
i)のフィルターを横切る圧力差で測定する。試験の間
に、圧力降下は精製水で測定するのが最も好ましい。変
性膜の細孔閉塞があるならばその程度は先に記載する。
Filter pressure drop is a measure of the filter's resistance to liquid flow. A high pressure drop indicates high resistance, such as when the filter is dewetting or clogged. The low pressure drop indicates low resistance, such as when the filter is new and completely wet. In most cases, pressure drop data should be considered in comparison to the same filter under different conditions, other filters of the same type, or the same filter before surface modification. This is because different types of filters will have different pressure drops due to different membrane pore size, surface area and geometry in the filter.
Pressure drop is 1.0 gallons per minute (gpm) (3.8 liters /
Standardized with a constant liquid flow rate of
i) Measure the pressure difference across the filter. Most preferably, the pressure drop is measured with purified water during the test. The degree of pore blockage in the modified membrane, if any, is described above.

標準脱湿潤試験(Standard Dewetting Test)は、実
際にろ過適用する間のフィルターの脱湿潤又は非脱湿潤
性能の程度を予測するための手段として使用される。こ
の試験では、ろ過する液体として水が使用される。この
試験は、液体における粘度差によるか、又は液体から除
去されて膜表面上に捕捉されるようになりうる粒子によ
って引き起こされる流れ抵抗性の増大によるが如き他の
潜在的な流量減少作用を排除する。試験を実施するため
に、フィルターを100%イソプロパノールで湿潤させ、
乾燥せずにアルコールを切り、そしてフラッシング装置
に入れ、ここでフィルターは、それに水を1ガロン/分
又はgpmの流量で10分間通すことによって水でフラッシ
ユさせる。このフラッシング期間の終わりに、フィルタ
ーの“初期”圧力降下を測定する。次いで、フィルター
をフラッシング装置から取り出し、フィルターの乾燥を
回避しながら水切りし、そしてフラッシング装置に再配
置され、ここでフィルターは水で1gpmにおいてフラッシ
ユさせ、その間に“ドレン#1"圧力降下を測定する。フ
ィルターを通る水流れを開始する間にフィルターの上流
側から大部分の空気をベントさせるように注意を払う。
3つの追加の同じドレン操作を反復し、それに対応する
“ドレン#2、ドレン#3及びドレン#4"圧力降下を続
ける。“ドレン#4"圧力降下の後に、フィルターをフラ
ッシング装置から取り出し、フィルターの乾燥を回避し
ながら水切りし、そしてフラシング装置に再配置し、こ
こでフィルターはフィルターを横切る5psi(34.4kPa)
の圧力差を生じるように上流側を空気で加圧する。次い
で、フィルターを水で1gpmにおいてフラッシユさせ、そ
して“ドレン#5、5psi空気”圧力降下を測定する。5p
si空気加圧工程と同じ2つの追加のドレン操作を反復
し、それに対応する“ドレン#6、5psi空気”及び“ド
レン#7、5psi空気”圧力降下を続ける。“ドレン#
7、5psi空気”圧力降下に相当する最後の圧力降下デー
タは、通常、“最終”圧力降下と称される。
The Standard Dewetting Test is used as a means to predict the extent of dewetting or non-dewetting performance of a filter during actual filtration application. In this test, water is used as the liquid to be filtered. This test eliminates other potential flow reduction effects, such as by viscous differences in the liquid or by increased flow resistance caused by particles that can be removed from the liquid and become trapped on the membrane surface. To do. To carry out the test, the filter is moistened with 100% isopropanol,
The alcohol is drained dry and placed in a flushing device, where the filter is flushed with water by passing it through it for 10 minutes at a flow rate of 1 gallon / minute or gpm. At the end of this flushing period, the "initial" pressure drop across the filter is measured. The filter is then removed from the flushing device, drained avoiding drying of the filter and repositioned in the flushing device, where the filter is flushed with water at 1 gpm while measuring the "Drain # 1" pressure drop. . Care is taken to vent most of the air from the upstream side of the filter while initiating the flow of water through the filter.
Repeat 3 additional identical drain operations, with corresponding "Drain # 2, Drain # 3 and Drain # 4" pressure drops. After "Drain # 4" pressure drop, the filter was removed from the flushing device, drained avoiding drying of the filter, and repositioned in the flushing device, where the filter was 5 psi (34.4 kPa) across the filter.
The upstream side is pressurized with air so as to generate a pressure difference. The filter is then flushed with water at 1 gpm and the "Drain # 5, 5 psi air" pressure drop is measured. 5p
The same two additional drain operations as the si air pressurization step are repeated, with corresponding "Drain # 6, 5 psi air" and "Drain # 7, 5 psi air" pressure drops. “Drain #
The final pressure drop data corresponding to a 7.5 psi air "pressure drop is commonly referred to as the" final "pressure drop.

また、結合表面変性用組成物は、膜を膜の乾燥を引き
起こすのに十分なだけ長い時間の間暴露させない限り、
空気のようなガスに膜を暴露させる間膜の脱湿潤を防止
する。ろ過プロセスで使用する間に、フィルターは、ろ
過する液体を置換する間の如きフィルターを横切る小さ
い圧力差の下に空気に暴露させることができる。
Also, the bonding surface modifying composition may, unless the membrane is exposed for a long enough time to cause drying of the membrane,
Prevents dewetting of the membrane during exposure of the membrane to gases such as air. During use in the filtration process, the filter can be exposed to air under a small pressure differential across the filter, such as while displacing the liquid to be filtered.

また、空気へ暴露させる間にフィルターで観測される
脱湿潤の程度を予測するのに水バブル点圧試験を使用す
ることができることも分かった。膜の水バブル点圧が低
い程、空気への暴露時に脱湿潤する可能性が高くなる。
これとは逆に、水バブル点圧が高くなる程、脱湿潤の可
能性が低くなる。本発明の膜製品の水バブル圧は、水バ
ブル点圧試験法によって測定して、未変性膜基体の水バ
ブル点圧よりも少なくとも約50%大きく、好ましくは少
なくとも約100%大きい。水バブル点圧試験法は、予め
水を充填させた膜の細孔に空気を強制的に通すのに要す
る圧力を測定する。膜のバブル点は、水湿潤膜から水を
置換するのに要する圧力から測定される。流体湿潤膜
は、加えた空気圧が細孔への流体の毛管吸引を超えると
きに空気を通過させることになる。流体湿潤円筒状細孔
の寸法とそれを空にするのに要する空気圧との間の関係
(P、その円筒状細孔のバブル点圧)は、 D=4γcos θ/P [ここで、Dは細孔の直径であり、θは接触角であり、
そしてγは湿潤液体の表面張力である]である。測定さ
れたバブル圧を真の膜細孔の寸法に実験的に相関させる
ことができるときには、それは、真の非円筒状細孔の寸
法の容易に得られる概算値となる。バブル圧を本発明の
膜の細孔寸法と相関させるのに使用する1つの実験的な
方法は、膜によって保持される最小粒子を求めるること
である。膜にサブミクロン寸法のラテックスビーズをチ
ャレンジさせ、そして膜によって保持されたビーズの画
分を測定する。ビーズの実質上全部(>90%)が膜によ
って保持された場合には、最大細孔は、ラテックスビー
ズの平均直径よりも小さい。
It was also found that the water bubble point pressure test can be used to predict the degree of dewetting observed on the filter during exposure to air. The lower the water bubble point pressure of the membrane, the more likely it is to dewet upon exposure to air.
On the contrary, the higher the water bubble point pressure, the lower the possibility of dewetting. The water bubble pressure of the membrane product of the present invention is at least about 50% greater than the water bubble point pressure of the unmodified membrane substrate, preferably at least about 100% greater, as measured by the water bubble point pressure test method. The water bubble point pressure test method measures the pressure required to force air through the pores of a membrane previously filled with water. The bubble point of the membrane is measured from the pressure required to displace water from the water-wet membrane. The fluid wetting membrane will allow air to pass when the applied air pressure exceeds the capillary suction of fluid into the pores. The relationship between the size of a fluid-wet cylindrical pore and the air pressure required to empty it (P, bubble point pressure of that cylindrical pore) is D = 4γ cos θ / P [where D is Is the diameter of the pore, θ is the contact angle,
And γ is the surface tension of the wetting liquid]. When the measured bubble pressure can be empirically correlated to the true membrane pore size, it is an easily obtained approximation of the true non-cylindrical pore size. One experimental method used to correlate bubble pressure with the pore size of the membranes of the present invention is to determine the smallest particles retained by the membrane. The membrane is challenged with submicron-sized latex beads and the fraction of beads retained by the membrane is measured. The maximum pores are smaller than the average diameter of the latex beads when substantially all (> 90%) of the beads are retained by the membrane.

本発明に従って製造した表面変性膜は、典型的には、
米国マサチューセッツ州ベッドフォード所在のミリポア
・コーポレーションから入手できるミリポア・コーポレ
ーション・テクニカル・ドキュメントMA041に記載され
る修正SEMATECH粒子保持法によって測定して、未変性表
面を有する膜基体と比較して有意に改善された粒子保持
特性を有することが分かった。驚いたことに、表面変性
膜の粒子保持特性は、圧力降下によって測定して、未変
性膜基体と比較して膜の束特性を有意に低下させずに実
質上向上される。膜は、先に記載した結合表面変性用組
成物で表面を変性させた弗素含有重合体膜基体、好まし
くは、ポリテトラフルオルエチレン、弗素化エチレン−
プロピレン共重合体又はペルフルオルアルコキシ重合体
膜基体から形成する。
Surface modified membranes produced in accordance with the present invention typically include
Significant improvement compared to a membrane substrate with an unmodified surface as measured by a modified SEMATECH particle retention method described in Millipore Corporation Technical Document MA041 available from Millipore Corporation of Bedford, Mass., USA It was found to have good particle retention properties. Surprisingly, the particle retention properties of the surface modified membranes are substantially improved as measured by pressure drop without significantly reducing the bundle properties of the membranes as compared to the unmodified membrane substrate. The membrane is a fluorine-containing polymer membrane substrate whose surface has been modified with the above-described composition for modifying a binding surface, preferably polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene-
Formed from a propylene copolymer or perfluoroalkoxy polymer film substrate.

本発明の表面変性膜は、多孔質膜基体の表面全体に先
に記載したペルフルオルカーボン共重合体組成物の溶液
を、基体表面がその溶液で湿潤されるような条件下で接
触させることによって形成する。液体溶液は膜基体の表
面を固有的に湿潤させることができ、又は、膜基体表面
をメタノール、エタノール、イソプロパノール又はアセ
トンのような湿潤剤で予備湿潤させ次いで溶液と接触さ
せることができ、又は、溶液を加圧下に細孔内に侵入さ
せることができる。膜基体と溶液との接触は、浸漬によ
って、又は溶液を膜に差圧下に通すことによって、又は
貫入によって行うことができる。ペルフルオルカーボン
共重合体組成物は、基体表面に結合されるようになって
接触された基体表面を完全に変性する。
The surface-modified membrane of the present invention comprises contacting the entire surface of a porous membrane substrate with a solution of the above-described perfluorocarbon copolymer composition under conditions such that the substrate surface is wet with the solution. Formed by. The liquid solution may inherently wet the surface of the membrane substrate, or the surface of the membrane substrate may be pre-wet with a wetting agent such as methanol, ethanol, isopropanol or acetone and then contacted with the solution, or The solution can enter the pores under pressure. Contact between the membrane substrate and the solution can be made by dipping, by passing the solution through the membrane under differential pressure, or by penetration. The perfluorocarbon copolymer composition becomes bound to the substrate surface and completely modifies the contacted substrate surface.

膜基体を溶液との接触から取り外しはずされ、そして
本発明の重要なプロセス工程では、基体から過剰の変性
用組成物を除去するために、且つ全基体表面上で変性を
生じせしめるために機械的力を施す。溶液との接触後
に、膜は、変性膜と機械的力の源との間に軟質フィルム
を介在させることによって、又は膜を2つの非孔質重合
体フィルムの間に位置させ、サンドイッチを形成するこ
とによって直接又は間接に処理することができる。機械
的力は、膜又はサンドイッチの片面に加圧下で接触させ
る単一のローラー、膜又はサンドイッチが通されるとこ
ろのニップを形成する2つのローラー、エアナイフ、ド
クターナイフ、吸収剤との接触又は類似物で適切に加え
ることができる。本発明の別の具体例では、機械的力を
受けた膜は、更にイソプロパノール、エタノール、メタ
ノール、水又はこれらの混合物のような過剰の又は未結
合の溶媒和ペルフルオルカーボン共重合体組成物用の溶
剤、希釈剤又は分散剤である液体組成物と接触させる。
この液体組成物は、また、ペルフルオルカーボン共重合
体組成物の溶液を作るのに使用される溶剤と完全混和性
であるのが普通である。水は、それがアルコールの如き
基体表面変性工程に使用するペルフルオルカーボン共重
合体組成物用の溶剤と混和性であるときには、使用する
ことができる。液体組成物は、イソプロパノール、エタ
ノール、水又はそれらの混合物のようなペルフルオルカ
ーボン共重合体組成物の溶液を作るのに使用する溶剤を
含むのが好ましい。この工程では、液体組成物は、更に
希釈及び/又は溶媒和によるが如くして、機械的力を適
用した後に存在し得る過剰の及び未結合のペルフルオル
カーボン共重合体組成物を除去する。未結合組成物のこ
の更なる除去は細孔の閉塞を更に減少させ、そして表面
変性膜を使用する間にろ過する流体を汚染する可能性が
ある潜在的な抽出分を更に除去する。驚いたことに、液
体組成物は結合ペルフルオルカーボン共重合体組成物を
除去せず、それで、表面変性は、液体組成物との接触に
よって悪影響を受けない。随意として、表面変性膜を、
次いで、液体組成物が水でないときにはその液体組成物
を除去するために水と接触される。
The membrane substrate is removed from contact with the solution and a key process step of the present invention is to mechanically remove excess modifying composition from the substrate and to cause modification on the entire substrate surface. Apply force. After contact with the solution, the membrane is positioned by interposing a flexible film between the modified membrane and a source of mechanical force, or by positioning the membrane between two non-porous polymer films to form a sandwich. Can be processed directly or indirectly. Mechanical force is applied to a single roller under pressure on one side of the membrane or sandwich, two rollers forming a nip through which the membrane or sandwich is passed, an air knife, a doctor knife, contact with an absorbent or similar Can be added appropriately. In another embodiment of the present invention, the mechanically-forced membrane further comprises an excess or unbound solvated perfluorocarbon copolymer composition such as isopropanol, ethanol, methanol, water or mixtures thereof. It is contacted with a liquid composition which is a solvent, diluent or dispersant for.
The liquid composition is also typically miscible with the solvent used to make the solution of the perfluorocarbon copolymer composition. Water can be used when it is miscible with the solvent for the perfluorocarbon copolymer composition used in the substrate surface modification step, such as alcohol. The liquid composition preferably comprises the solvent used to make a solution of the perfluorocarbon copolymer composition such as isopropanol, ethanol, water or mixtures thereof. In this step, the liquid composition further removes excess and unbound perfluorocarbon copolymer composition that may be present after applying mechanical forces, such as by dilution and / or solvation. . This further removal of unbound composition further reduces pore blockage and further removes potential extractables that may contaminate the fluid being filtered while using the surface modified membrane. Surprisingly, the liquid composition does not remove the bound perfluorocarbon copolymer composition, so the surface modification is not adversely affected by contact with the liquid composition. Optionally, a surface modified film,
Then, when the liquid composition is not water, it is contacted with water to remove the liquid composition.

表面変性膜は、機械的力を加えた後に変性工程から溶
媒、希釈剤若しくは分散剤又は随意に水又は液体組成物
を除去するために乾燥させ、そして結合ペルフルオルカ
ーボン共重合体組成物と膜基体との間の結合強度を向上
させるために熱処理される。この乾燥及び熱処理は、単
一工程で行うことができる。熱処理は、膜基体又は表面
変性用組成物を劣化させない温度で行う。一般には、熱
処理は、約50℃〜約180℃、より普通には約80℃〜約140
℃の温度において約5分〜約72時間、より普通には約15
分〜約24時間の間実施する。
The surface modified membrane is dried to remove solvent, diluent or dispersant or optionally water or liquid composition from the modification step after the application of mechanical force, and with the bound perfluorocarbon copolymer composition. Heat treatment is performed to improve the bond strength with the membrane substrate. This drying and heat treatment can be performed in a single step. The heat treatment is performed at a temperature that does not deteriorate the film substrate or the surface modifying composition. Generally, heat treatment will be from about 50 ° C to about 180 ° C, more usually from about 80 ° C to about 140 ° C.
About 5 minutes to about 72 hours at a temperature of ℃, more usually about 15
Run from minutes to about 24 hours.

本発明のプロセスにより製造される表面変性膜は、膜
基体に結合される表面変性用組成物によって使用する間
膜の脱湿潤を防止することによってガス発生性液体をろ
過するのに特に有用である。かくして、本発明の膜は、
基体として、ポリテトラフルオルエチレン、弗素化エチ
レン−プロピレン共重合体又はペルフルオルアルコキシ
重合体のようなフルオルカーボン重合体を使用する時
に、酸化剤を含有することができる酸又は塩基の如き化
学的に活性なガス発生性液体をろ過するのに特に有用で
ある。これらの場合には、膜基体及び表面変性用組成物
の両方が化学的劣化に対して高度に抵抗性であり、そし
て生成する表面変性膜はガスによって脱湿潤されない。
The surface modified membranes produced by the process of the present invention are particularly useful for filtering gas generating liquids by preventing dewetting of the membrane used by the surface modifying composition bound to the membrane substrate. . Thus, the membrane of the present invention is
When a fluorocarbon polymer such as polytetrafluoroethylene, a fluorinated ethylene-propylene copolymer or a perfluoroalkoxy polymer is used as the substrate, an acid or base such as an acid or a base which can contain an oxidizing agent is used. It is particularly useful for filtering chemically active gas generating liquids. In these cases, both the membrane substrate and the surface modifying composition are highly resistant to chemical degradation, and the resulting surface modified membrane is not dewet by the gas.

本発明の1つの具体例では、表面変性膜は、水又はろ
過すべきプロセス流体で、圧力を加えて若しくは加えず
に直接に湿潤させることができ、又は膜を先ずイソプロ
パノールのようなアルコールで湿潤させて間接に湿潤さ
せることができる。後者の場合では、そのアルコール
を、アルコールが水で除去されて置換されるまで水を導
入することによって置換し、次いでろ過すべきプロセス
流体を導入する。次いで、本発明の水湿潤表面変性膜を
含む水収容ろ過装置を、所望ならば、追加の水と一緒に
容器内に封止し、そしてその中の微生物を不活性化する
ために水蒸気殺菌による等して加熱することができる。
例えば、米国特許4727705に開示される方法は、最終ユ
ーザーに輸送することができる水湿潤ろ過装置を形成す
るのに使用することができ、次いで、最終ユーザーは、
膜湿潤プロセスを行うことを必要としないでかかるろ過
装置を直接使用することができる。
In one embodiment of the invention, the surface-modified membrane can be wetted directly with water or the process fluid to be filtered, with or without pressure, or the membrane is first wetted with an alcohol such as isopropanol. And can be indirectly wetted. In the latter case, the alcohol is replaced by introducing water until the alcohol is removed by water and replaced, and then the process fluid to be filtered is introduced. The water containing filtration device containing the water-wet surface modified membrane of the present invention is then sealed in a container, if desired, with additional water and by steam sterilization to inactivate the microorganisms therein. And so on.
For example, the method disclosed in U.S. Pat.No. 4,727,705 can be used to form a water wet filtration device that can be transported to an end user, which then
Such a filtration device can be used directly without having to carry out a membrane wetting process.

実施例 次の実施例は本発明を例示するものであって、本発明
を限定しようとするものではない。
Examples The following examples illustrate the invention and are not intended to limit the invention.

例1 低級脂肪族アルコールと水との混液中に0.5重量%の
商品名「Nafion」ペルフルオルカーボン共重合体を含有
する溶液を調製した。これは、米国ウイスコンシン州ミ
ルウオーキー所在のアルドリッチ・ケミカル・カンパニ
ー・インコーポレーテッドから入手できる市販の低級ア
ルコールと水との混液中の5重量%「Nafion」ペルフル
オルカーボン共重合体溶液をイソプロピルアルコールで
10:1に希釈することによって作成した。溶液中の「Nafi
on」ペルフルオルカーボン共重合体は硫酸形にあり、そ
して1,100の平均当量を有していた。
Example 1 A solution was prepared containing 0.5% by weight of the trade name "Nafion" perfluorocarbon copolymer in a mixture of lower aliphatic alcohol and water. This is a 5 wt% "Nafion" perfluorocarbon copolymer solution in a mixture of commercially available lower alcohol and water available from Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, WI, USA, with isopropyl alcohol.
It was made by diluting 10: 1. "Nafi in solution
The "on" perfluorocarbon copolymer was in the sulfuric acid form and had an average equivalent weight of 1,100.

上記からの「Nafion」ペルフルオルカーボン共重合体
の希薄溶液を有する容器中に0.1ミクロンの細孔寸法を
有するポリテトラフルオルエチレン(PTFE)膜を含む10
インチ(25cm)のひだ付きフィルター装置をゆっくり浸
漬した。これは、膜を通過したものを除いて溶液がフィ
ルターの下流側又は内部に入るのを任意の他の手段によ
って防止しながら、フィルターの上流側又は外部におけ
る溶液のレベルが膜を完全に覆うまで実施した。下流側
でフィルターのコアを溶液で満たすように、溶液が膜を
浸透するための時間を経過させた。コアが溶液で満たさ
れたときに、フィルターの下流側で1インチ(2.5cm)H
gの真空を適用することによって膜を横切って圧力差を
生じさせ、かくして溶液は膜を通って流れ始めてフィル
ターのコアからでた。フィルターの下流側の容量の他
に、合計240ミリリットルの溶液をフィルターに遅い流
速(膜を横切る圧力差が小さいことによって指図され
る)で通した。次いで、溶液からフィルターを取り出
し、フィルターの乾燥を回避するように注意しながら過
剰の溶液をドレンさせ、そして膜から過剰のペルフルオ
ルカーボン共重合体を除去するために100%イソプロパ
ノールを収容する第二容器に入れた。フィルターの下流
側容積の他に、合計2リットルのイソプロパノールをフ
ィルターに上記と同様の差圧条件下に通した。次いで、
イソプロピルアルコールからイソプロパノール湿潤フィ
ルターを取り出し、乾燥させずにイソプロピルアルコー
ルをドレンし、そしてフラッシング装置に入れ、そこで
それに水でフラッシユさせた。これは、フィルターに水
を1ガロン/分の流量で20分間通してすべての残留未結
合ペルフルオルカーボン共重合体及び/又はイソプロパ
ノールを更に除去することによって行った。装置から水
フランシング済みフィルターを取り出し、そして2モル
濃度の塩酸中に16時間浸漬してフィルターを更にきれい
にした。塩酸からフィルターを取り出し、水で濯ぎ、そ
して先に記載したようにして水で30分間更にフラッシン
グした。次いで、水切りした水湿潤フィルターを炉に入
れ、そしてフィルターを乾燥させ且つ結合ペルフルオル
カーボン共重合体と膜基体との間の結合強度を向上させ
るために120℃の熱に16時間暴露させた。
Containing a polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane with a pore size of 0.1 micron in a container with a dilute solution of "Nafion" perfluorocarbon copolymer from above 10
The inch (25 cm) pleated filter device was slowly dipped. This prevents the solution from entering the filter downstream or inside, except through the membrane, by any other means, until the level of the solution upstream or outside the filter completely covers the membrane. Carried out. The time was allowed for the solution to penetrate the membrane so that it filled the filter core downstream. 1 inch (2.5 cm) H downstream of the filter when the core is filled with solution
A pressure differential was created across the membrane by applying a vacuum of g, thus the solution began to flow through the membrane and exited the core of the filter. In addition to the volume downstream of the filter, a total of 240 milliliters of solution was passed through the filter at a slow flow rate (as dictated by a small pressure differential across the membrane). The filter is then removed from the solution, the excess solution drained, being careful to avoid drying the filter, and the first containing 100% isopropanol to remove excess perfluorocarbon copolymer from the membrane. I put it in two containers. In addition to the volume downstream of the filter, a total of 2 liters of isopropanol was passed through the filter under the same pressure differential conditions as above. Then
The isopropanol wet filter was removed from isopropyl alcohol, drained isopropyl alcohol without drying and placed in a flushing device where it was flushed with water. This was done by passing water through the filter at a flow rate of 1 gallon / min for 20 minutes to further remove any residual unbound perfluorocarbon copolymer and / or isopropanol. The water-flushed filter was removed from the apparatus and immersed in 2 molar hydrochloric acid for 16 hours to further clean the filter. The filter was removed from the hydrochloric acid, rinsed with water, and further flushed with water for 30 minutes as previously described. The drained water wet filter was then placed in an oven and the filter was dried and exposed to heat of 120 ° C. for 16 hours to improve the bond strength between the bonded perfluorocarbon copolymer and the membrane substrate. .

乾燥した変性フィルターを60%イソプロパノール/40
%水で湿潤させ、そしてバブル点圧試験法によって一体
性について試験した。フィルターのバブル点圧を測定す
ると、42psiであり、これはフィルターが一体的であっ
たことを示す。次いで、フィルターを100%イソプロパ
ノールで湿潤し、ドレンし、そしてフラッシング装置に
取り付け、そこでフィルターに水を1ガロン/分の流量
で5分間フラッシングしてイソプロパノールを置換し
た。フィルターの圧力降下を測定すると、0.66psi/gpm
(1.20kPa/リットル/分)であった。同じタイプの未変
性湿潤PTFEフィルターの圧力降下を同じ条件下に測定す
ると、0.65psi/gpm(1.18kPa/リットル/分)であっ
た。
Dry denaturing filter with 60% isopropanol / 40
% Water, and tested for integrity by the bubble point pressure test method. The bubble point pressure of the filter was measured to be 42 psi, indicating the filter was integral. The filter was then wetted with 100% isopropanol, drained, and attached to a flushing device where the filter was flushed with water at a flow rate of 1 gal / min for 5 minutes to replace the isopropanol. The pressure drop across the filter is measured to be 0.66 psi / gpm
(1.20 kPa / liter / minute). The pressure drop of the same type of unmodified wet PTFE filter was measured under the same conditions and was 0.65 psi / gpm (1.18 kPa / l / min).

例2 0.1ミクロンの細孔寸法を有するPTFE膜の約100線(30
cm)フィートの連続長尺物を「Nafion」ペルフルオルカ
ーボン共重合体で表面変性した。これは、例1の5重量
%「Nafion」ペルフルオルカーボン共重合体を含有する
溶液を収容する浴にかかる膜を5フィート/分(1.5m/
分)の速度で約2分の全接触時間の間連続に通すことに
よって行った。次いで、膜を水を収容する第二浴に送っ
て膜から過剰の溶液を除去した。この浴における膜と水
との接触時間は約5分であった。次いで、膜を第三浴に
送り、そこで新鮮な水を膜上に絶えず吹き付けて膜を更
に浄化した。この浴における膜と水との接触時間も約5
分であった。次いで、湿潤した変性膜を熱風下に通して
膜を乾燥させた。次いで、乾燥した膜を巻き上げてロー
ルを形成した。変性膜のロールを炉に100℃で16時間入
れて結合ペルフルオルカーボン共重合体と膜基体との間
の結合強度を向上させた。
Example 2 Approximately 100 lines (30
cm) feet of continuous length were surface modified with "Nafion" perfluorocarbon copolymer. This is 5 feet per minute (1.5 m / min) of the membrane across a bath containing a solution containing 5 wt% "Nafion" perfluorocarbon copolymer of Example 1.
Min) for a total contact time of about 2 minutes. The membrane was then sent to a second bath containing water to remove excess solution from the membrane. The contact time between the membrane and water in this bath was about 5 minutes. The membrane was then sent to a third bath where fresh water was constantly sprayed onto the membrane to further purify the membrane. The contact time between the membrane and water in this bath is about 5
It was a minute. The wet modified membrane was then passed under hot air to dry the membrane. The dried film was then rolled up to form a roll. The modified membrane roll was placed in a furnace at 100 ° C. for 16 hours to improve the bond strength between the bonded perfluorocarbon copolymer and the film substrate.

表面変性膜を使用して4インチ(10cm)ひだ付きフィ
ルター装置を作った。これは、かかる膜をペルフルオル
アルコキシ重合体ハウジングにヒートシールすることに
よって行われた。この装置は、バブル点圧法によって試
験すると一体的であることが分かった。フィルターの圧
力降下を測定すると、1.5psi/gpm(2.72kPa/リットル/
分)であった。未変性湿潤PTFE膜を含むことを除いて同
じタイプのフィルター装置の圧力降下を同じ条件下に測
定すると、1.5psi/gpmであった。
A 4 inch (10 cm) pleated filter device was made using the surface modified membrane. This was done by heat sealing the membrane to a perfluoroalkoxy polymer housing. The device was found to be integral when tested by the bubble point pressure method. The pressure drop across the filter is measured to be 1.5 psi / gpm (2.72 kPa / liter /
Minutes). The pressure drop of the same type of filter device was measured under the same conditions except that it contained a native wet PTFE membrane and was found to be 1.5 psi / gpm.

例3 0.1ミクロンの細孔寸法を有するPTFE膜の直径47mmの
円板を、例1からの5重量%「Nefion」ペルフルオルカ
ーボン共重合体溶液中に2分間浸漬した。溶液から膜円
板を取り出し、そしてそれを乾燥させないように注意を
払いながら、過剰の溶液をドレンした。次いで、湿潤膜
を10ミリリットルの100%イソプロパノール中に5分間
浸漬して過剰のペルフルオルカーボン共重合体を除去
し、次いで3回の水濯ぎしてイソプロパノールを置換し
た。水湿潤膜を炉に入れ、そして120℃で2時間乾燥さ
せた。表面変性膜は、付着された結合ペルフルオルカー
ボン共重合体によって、初期膜基体の重量を基にして3.
7重量%の増加を有することが分かった。
Example 3 A 47 mm diameter disk of PTFE membrane with 0.1 micron pore size was immersed in the 5 wt% "Nefion" perfluorocarbon copolymer solution from Example 1 for 2 minutes. The membrane disc was removed from the solution and the excess solution drained, taking care not to let it dry. The wet membrane was then immersed in 10 milliliters of 100% isopropanol for 5 minutes to remove excess perfluorocarbon copolymer, followed by three water rinses to replace the isopropanol. The water-wet film was placed in an oven and dried at 120 ° C for 2 hours. The surface modified membrane is based on the weight of the initial membrane substrate, with the bound perfluorocarbon copolymer attached 3.
It was found to have an increase of 7% by weight.

変性膜から過剰の共重合体を除去するのに使用した10
ミリリットルの100%イソプロパノールを蒸発によって
1ミリリットルに濃縮し、そしてフーリエ・トランスホ
ーム・インフレアード・スペクトロスコピー(FTIR)に
よって分析した。濃厚物のFTIRスペクトルはペルフルオ
ルカーボン共重合体の存在を示したが、これは、溶媒和
及び/又は稀釈によって未結合ペルフルオルカーボン共
重合体が膜から除去されたことを例証する。イソプロパ
ノールブランクのFTIRスペクトルは、ペルフルオルカー
ボン共重合体の形跡を示さなかった。
Used to remove excess copolymer from modified membranes 10
Milliliters of 100% isopropanol were concentrated to 1 ml by evaporation and analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The FTIR spectrum of the concentrate showed the presence of perfluorocarbon copolymer, demonstrating that unbound perfluorocarbon copolymer was removed from the membrane by solvation and / or dilution. The FTIR spectrum of the isopropanol blank showed no evidence of perfluorocarbon copolymer.

例4 例3からの乾燥した表面変性膜を10ミリリットルの10
0%イソプロパノール中に5分間浸漬し、次いで3回の
水濯ぎしてイソプロパノールを置換し、そして炉におい
て120℃で2時間乾燥させた。変性膜円板の重量は、こ
の例におけるイソプロパノールに暴露させる前の膜の重
量(例3の変性膜の重量)と同じであることが分かっ
た。この例は、変性膜を例3における乾燥工程の間に又
はその後に熱処理すると、溶媒和未結合ペルフルオルカ
ーボン共重合体用の溶剤又は希釈剤による膜の接触後で
さえも、付着された結合ペルフルオルカーボン共重合体
の全部が膜表面上にとどまることを例証する。
Example 4 10 ml of dried surface modified membrane from Example 3
Immersion in 0% isopropanol for 5 minutes, followed by 3 water rinses to replace the isopropanol and drying in an oven at 120 ° C. for 2 hours. The weight of the modified membrane disc was found to be the same as the weight of the membrane before exposure to isopropanol in this example (weight of modified membrane of Example 3). This example showed that when the modified membrane was heat treated during or after the drying step in Example 3, it was deposited even after contacting the membrane with a solvent or diluent for solvated unbonded perfluorocarbon copolymer. It illustrates that all of the bound perfluorocarbon copolymer remains on the membrane surface.

(比較)例5 例3の方法に従って0.1ミクロンの細孔寸法を有するP
TFE膜の直径47mmの円板を「Nafion」ペルフルオルカー
ボン共重合体で表面処理した。但し、膜は、乾燥工程の
間に熱に暴露させなかった。その代わり、膜は室温で2
時間乾燥させた。表面変性膜は、付着された結合ペルフ
ルオルカーボン共重合体によって、初期の膜基体の重量
を基にして4.1重量%の増加を有することが分かった。
(Comparative) Example 5 P with a pore size of 0.1 micron according to the method of Example 3
A 47 mm diameter disk of TFE membrane was surface treated with "Nafion" perfluorocarbon copolymer. However, the membrane was not exposed to heat during the drying process. Instead, the membrane is 2 at room temperature.
Allowed to dry for hours. The surface modified membrane was found to have a 4.1 wt% increase based on the weight of the initial membrane substrate due to the attached perfluorocarbon copolymer attached.

次いで、乾燥した表面変性膜を10ミリリットルの100
%イソプロパノール中に5分間浸漬し、次いで3回水濯
ぎしてイソプロパノールを置換し、そして室温で2時間
乾燥させた。膜円板は、乾燥変性膜をイソプロパノール
に暴露する前に存在する付着された結合ペルフルオルカ
ーボン共重合体の重量を基にして7.4重量%に相当する
量の損失重量を有することが分かった。この例は、変性
膜が未結合溶媒和ペルフルオルカーボン共重合体用の溶
剤又は希釈剤と接触した後に膜表面上には付着された結
合ペルフルオルカーボン共重合体の大部分がとどまるけ
れども、乾燥工程の間に又はその後に膜を熱処理しない
と、少量の部分が除去されうることを例証する。
Then dry the surface-modified membrane with 10 ml of 100
% Isopropyl alcohol for 5 minutes, then rinsed 3 times with water to replace the isopropanol and dried for 2 hours at room temperature. The membrane disc was found to have a weight loss equivalent to 7.4% by weight, based on the weight of attached bound perfluorocarbon copolymer present prior to exposing the dry modified membrane to isopropanol. . Although this example shows that the modified membrane retains most of the attached perfluorocarbon copolymer deposited on the membrane surface after contact with the solvent or diluent for the unbound solvated perfluorocarbon copolymer. , Demonstrating that if the film is not heat treated during or after the drying step, small amounts can be removed.

例6 例1の手順に従って0.1ミクロンの細孔寸法を有するP
TFE膜を含む10インチひだ付きフィルター装置を「Nafio
n」ペルフルオルカーボン共重合体で変性した。また、
0.05ミクロン膜を含む同様のフィルターを同じ態様で表
面変性した。両方のフィルターを水で湿潤した後に、2
つの水湿潤フィルターを水を収容するバッグ内に封止
し、そしてオートクレーブ処理条件下に殺菌した。湿潤
フィルターを収容するバッグを24時間冷却させてから、
バッグからフィルターを取り出して圧力降下を測定し
た。0.1ミクロンフィルターは0.8psi/gpm(1.45kPa/リ
ットル/分)の圧力降下を有し、そして0.1ミクロンフ
ィルターは1.0psi/gpm(1.82kPa/リットル/分)の圧力
降下を有していた。
Example 6 P with 0.1 micron pore size according to the procedure of Example 1
A 10-inch pleated filter device containing TFE membrane is installed
Modified with "n" perfluorocarbon copolymer. Also,
A similar filter containing a 0.05 micron membrane was surface modified in the same manner. After wetting both filters with water, 2
One water wet filter was sealed in a bag containing water and sterilized under autoclaved conditions. Allow the bag containing the wet filter to cool for 24 hours, then
The filter was removed from the bag and the pressure drop was measured. The 0.1 micron filter had a pressure drop of 0.8 psi / gpm (1.45 kPa / liter / min) and the 0.1 micron filter had a pressure drop of 1.0 psi / gpm (1.82 kPa / liter / min).

次いで、2つのフィルターを100%イソプロパノール
で湿潤し、そして水でフラッシングして再湿潤操作後の
圧力降下を測定した。0.1ミクロンフィルターは0.8psi/
gpmの圧力降下を有し、そして0.05ミクロンフィルター
は1.0psi/gpmの圧力降下を有していた。この例は、高度
にガス発生性の液体条件下における本発明の製品の非脱
湿潤性を例証する。
The two filters were then wetted with 100% isopropanol and flushed with water to determine the pressure drop after the rewetting operation. 0.1 micron filter is 0.8 psi /
It had a pressure drop of gpm and the 0.05 micron filter had a pressure drop of 1.0 psi / gpm. This example illustrates the non-dewetting properties of the products of this invention under highly gassing liquid conditions.

(比較)例7 米国ニューヨーク州イースト・ヒルズ所在のポール・
コーポレーションから、水を収容するバッグ内に封止さ
れた0.1ミクロン細孔寸法PTFE膜を含む水湿潤「Super−
Cheminert」(登録商標)フィルター装置を入手した。
同様に、米国ニューヨーク州イースト・ヒルズ所在のポ
ール・コーポレーションから、0.05ミクロン細孔寸法PT
FE膜を含む水湿潤「Ulti−Cheminert」(商品名)フィ
ルター装置も入手した。“受け取ったままの"2つのフィ
ルターの圧力降下を、対応するバッグからフィルターを
取り出した直後に測定した。0.1ミクロン装置は1.4psi/
gpm(2.54kPa/リットル/分)の圧力降下を有し、そし
て0.05ミクロン装置は6.3psi/gpm(11.4kPa/リットル/
分)の圧力降下を有していた。
(Comparative) Example 7 Paul of East Hills, NY, USA
From Corporation, a water-wet "Super-" containing a 0.1 micron pore size PTFE membrane sealed in a bag containing water.
The Cheminert "(R) filter device was obtained.
Similarly, a 0.05 micron pore size PT from Paul Corporation, East Hills, NY, USA
A water-wet "Ulti-Cheminert" (trade name) filter device containing an FE membrane was also obtained. The pressure drop across the two “as received” filters was measured immediately after removing the filters from the corresponding bags. 0.1 psi / 1.4 psi /
It has a pressure drop of gpm (2.54 kPa / liter / min), and a 0.05 micron device is 6.3 psi / gpm (11.4 kPa / liter / min).
Min) pressure drop.

次いで、2つのフィルターを100%イソプロパノール
で湿潤し、そして水でフラッシングして再湿潤操作後の
圧力降下を測定した。0.1ミクロン装置は0.7psi/gpm
(1.27kPa/リットル/分)の圧力降下を有し、そして0.
05ミクロン装置は0.9psi/gpm(1.63kPa/リットル/分)
の圧力降下を有していた。この例は、脱湿潤現象が水の
ようなガス発生性液体の存在下に従来技術の製品で観測
さことを例証する。
The two filters were then wetted with 100% isopropanol and flushed with water to determine the pressure drop after the rewetting operation. 0.7 psi / gpm for 0.1 micron equipment
Has a pressure drop of (1.27 kPa / l / min) and 0.
05 micron equipment is 0.9psi / gpm (1.63kPa / l / min)
Had a pressure drop of. This example illustrates that the dewetting phenomenon is observed with prior art products in the presence of gas generating liquids such as water.

例8 0.1ミクロンの細孔寸法を有する超高分子ポリエチレ
ン膜の直径47mmの円板を、例1からの5重量%「Nafio
n」ペルフルオルカーボン共重合体溶液中に2分間浸漬
した。溶液から膜円板を取り出し、そしてそれを乾燥さ
せないように注意を払いながら、過剰の溶液をドレンし
た。次いで、湿潤膜を10ミリリットルの100%イソプロ
パノール中に5分間浸漬して過剰のペルフルオルカーボ
ン共重合体を除去し、次いで3回水濯ぎしてイソプロパ
ノールを置換した。水湿潤膜を炉に入れ、そして90℃で
2時間乾燥させた。表面変性膜は、付着された結合ペル
フルオルカーボン共重合体によって、初期の膜基体の重
量を基にして2.8重量%の増加を有することが分かっ
た。変性膜の表面上にペルフルオルカーボン共重合体が
存在することは、FTIR分析によって確認された。
Example 8 A 47 mm diameter disk of ultra-high molecular weight polyethylene membrane with a pore size of 0.1 micron was prepared from 5% by weight from Example 1 "Nafio
It was immersed in the "n" perfluorocarbon copolymer solution for 2 minutes. The membrane disc was removed from the solution and the excess solution drained, taking care not to let it dry. The wet membrane was then immersed in 10 milliliters of 100% isopropanol for 5 minutes to remove excess perfluorocarbon copolymer and then rinsed 3 times with water to replace the isopropanol. The water-wet film was placed in an oven and dried at 90 ° C for 2 hours. The surface modified membrane was found to have an increase of 2.8 wt% based on the weight of the initial membrane substrate due to the attached perfluorocarbon copolymer attached. The presence of the perfluorocarbon copolymer on the surface of the modified membrane was confirmed by FTIR analysis.

例9 0.1ミクロンの細孔寸法を有するPTFE膜を含む10イン
チ積層円板フィルター装置を、例1に記載したようにし
て「Nafion」ペルフルオルカーボン共重合体で変性し
た。変性フィルターを先に記載の修正SEMATECH粒子保持
法に従って試験すると、0.05ミクロン粒子で4.5のロッ
グ・リダクション・バリュウ(Log Reduction Value)
(LRV)(保持率99.995%)を有することが分かった。
フィルターの圧力降下を測定すると、0.77psi/gpm(1.4
0kPa/リットル/分)であった。
Example 9 A 10 inch laminated disc filter device containing a PTFE membrane with 0.1 micron pore size was modified with "Nafion" perfluorocarbon copolymer as described in Example 1. The modified filter was tested according to the modified SEMATECH particle retention method described above and found to have a Log Reduction Value of 4.5 at 0.05 micron particles.
(LRV) (retention rate 99.995%).
The pressure drop across the filter is measured to be 0.77 psi / gpm (1.4
It was 0 kPa / liter / minute).

また、同じタイプの未変性対照フィルターを修正SEMA
TECH粒子保持法に従って試験すると、0.05ミクロン粒子
で1.0のロッグ・リダクション・バリュウ(LRV)(保持
率90.0%)を有することが分かった。フィルターの圧力
降下を測定すると、0.74psi/gpm(1.34kPa/リットル/
分)であった。この例は、本発明の製品の粒子保持特性
が向上したことをを例証する。
We also modified a native control filter of the same type with SEMA
When tested according to the TECH particle retention method, it was found to have a Log Reduction Value (LRV) of 1.0 (retention rate 90.0%) at 0.05 micron particles. When the pressure drop of the filter is measured, it is 0.74psi / gpm (1.34kPa / liter /
Minutes). This example illustrates the improved particle retention properties of the products of the invention.

例10 先に記載した標準脱湿潤試験に従って次のフィルタ
ー、即ち、(1)0.05ミクロンの細孔寸法を有するPTFE
膜であってその表面を例1に従って「Nafion」ペルフル
オルカーボン共重合体で変性させたものを含む10インチ
ひだ付きフィルター装置、(2)同じPTFEタイプの未変
性湿潤対照フィルター、及び(3)米国ニューヨーク州
イースト・ヒルズ所在のポール・コーポレーションから
入手した0.05ミクロン細孔寸法PTFE膜を含む「Ultra−C
heminert」フィルター装置、を試験した。
Example 10 The following filter according to the standard dewetting test described above: (1) PTFE with a pore size of 0.05 micron.
A 10 inch pleated filter device comprising a membrane, the surface of which was modified with "Nafion" perfluorocarbon copolymer according to Example 1, (2) the same PTFE type unmodified wet control filter, and (3 ) "Ultra-C containing 0.05 micron pore size PTFE membrane obtained from Pall Corporation of East Hills, NY
The "heminert" filter device, was tested.

試験結果を図3に提示し、図3は、圧力降下対条件又
はドレン数のプロットを表わす。変性フィルター(1)
は、ろ過する間に初期の圧力降下から64%の圧力降下増
大を示し、これに対してフィルター(2)及び(3)は
ろ過する間に初期の圧力降下からそれぞれ600%及び300
%の増大を示した。次いで、フィルターをすべて100%
イソプロパノールで再湿潤し、そして水圧力降下をもう
一度測定した。再湿潤操作の後、圧力降下はすべて初期
の圧力降下と実質上同じであった、このことは、試験す
る間に観測された圧力降下の増大又は束特性の損失がろ
過プロセスの間の脱湿潤のみによるものであったことを
示す。
The test results are presented in FIG. 3, which represents a plot of pressure drop versus condition or drain number. Denaturing filter (1)
Shows a 64% increase in pressure drop from the initial pressure drop during filtration, whereas filters (2) and (3) show 600% and 300% increase from the initial pressure drop during filtration, respectively.
% Increase. Then all filters are 100%
Rewet with isopropanol and water pressure drop was measured again. After the rewet operation, the pressure drops were all substantially the same as the initial pressure drop, which means that the observed increase in pressure drop or loss of bundle properties during the test resulted in dewetting during the filtration process. It was due only to.

例11 0.05ミクロンの細孔寸法を有するPTFE膜を含む10イン
チひだ付き円板フィルター装置を、例1に記載したよう
にして「Nafion」ペルフルオルカーボン共重合体で変性
した。次いで、フィルターを“Standard SC2 Drain Tes
t"法に従って次の如くして試験した。フィルターを100
%イソプロパノールで湿潤し、そして水でフラッシング
してそのアルコールを置換した。次いで、フィルター
を、集積回路を製造する間シリコンウェファーを浄化す
るのに使用した液体浴を精製するのに使用した再循環薬
品浴系のろ過系のフィルターホルダーに取り付けた。こ
の液体はSC2として知られ、0.2部の37%塩酸(HCl)、
強酸化剤としての1部の30%過酸化水素(H2O2)、及び
5部の水を含む高度にガス発生性で化学的に活性な液体
である。浴における液体の温度は80℃に維持する。
Example 11 A 10 inch pleated disc filter device containing a PTFE membrane with a pore size of 0.05 microns was modified with "Nafion" perfluorocarbon copolymer as described in Example 1. Then filter the “Standard SC2 Drain Tes
It was tested according to the t "method as follows.
Wet with% isopropanol and flush with water to replace the alcohol. The filter was then mounted on the filter holder of the recirculation chemical bath system filtration system used to purify the liquid bath used to clean the silicon wafer during the manufacture of the integrated circuit. This liquid, known as SC2, contains 0.2 parts of 37% hydrochloric acid (HCl),
It is a highly gas-generating, chemically active liquid containing 1 part of 30% hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as a strong oxidant, and 5 parts of water. The temperature of the liquid in the bath is maintained at 80 ° C.

ろ過プロセスの間、フィルター装置を通して液体を推
進させるために容積形ポンプが使用し、かくしてフィル
ターを横切って圧力降下を生じる。使用中にフィルター
の直接の圧力降下データは得るのが困難であるので、フ
ィルターの上流側の圧力(P)、並びにフィルターを通
る流体流量(Q)を監視する。上記の圧力を流量によっ
て割った比率(P/Q)を流れに対する全系抵抗性の指標
として使用することが産業界において一般に行われてい
る。時間と共に潜在的に変化する可能性があるろ過系の
唯一の部分は粒状物の除去によるか又は脱湿潤による流
れに対するフィルターの抵抗であるので、P/Q比は、液
体流れに対するフィルターの抵抗の直接の尺度である。
P/Q比は、フィルターの流れ抵抗のより敏感な尺度であ
る。というのは、それは、P単独又はQ単独での変化よ
りも著しく変化するからである。Pはポンド/平方イン
チ(psi)単位で測定し、Qはガロン/分(gpm)単位で
測定する。それ故に、P/Q比は、psi/gpm単位で与えられ
る。必要ならば、このプロセスをより詳細に説明してい
る。米国マサチューセッツ州ベッドフォード所在のミリ
ポア・コーポレーションから入手できるミリポア・コー
ポレーション・テクニカル・ドキュメントMA059を参照
されたい。
A positive displacement pump is used to propel the liquid through the filter device during the filtration process, thus creating a pressure drop across the filter. Since direct pressure drop data for the filter is difficult to obtain during use, the pressure upstream of the filter (P) as well as the fluid flow rate (Q) through the filter is monitored. It is common practice in industry to use the ratio of the above pressure divided by the flow rate (P / Q) as an indicator of total system resistance to flow. The P / Q ratio is a measure of the resistance of the filter to liquid flow, since the only part of the filtration system that can potentially change over time is the filter's resistance to flow due to particulate removal or by dewetting. It is a direct measure.
P / Q ratio is a more sensitive measure of the flow resistance of a filter. Because it changes significantly more than P or Q alone. P is measured in pounds per square inch (psi) and Q is measured in gallons per minute (gpm). Therefore, the P / Q ratio is given in units of psi / gpm. If necessary, this process is explained in more detail. See Millipore Corporation Technical Document MA059, available from Millipore Corporation of Bedford, Massachusetts, USA.

ろ過系のホルダーに取り付けた湿潤フィルターを使用
して、SC2液体を80℃でフィルターに通し、そして“初
期"P及びQを測定した。この例では、きれいなSC2液体
だけを使用し、そして粒子の保持のような液体流れに対
する抵抗の増大を生じる可能性がある他の潜在的効果を
回避し、かくして脱湿潤現象を隔離するためにウェファ
ーを処理しなかった。フィルターホルダーからドレン弁
及びベント弁を介して液体を排出させ、そしてフィルタ
ーホルダーを含めて系を通る空気を推進させるポンプを
使用して、浴及び配管(ポンプを含めて)から浴中の液
体の全容量も排出させた。この第一ドレンサイクルの後
に、フィルターに液体を流通させながら、浴を新鮮なSC
2液体で満たしそして80℃に加熱した。液体の温度を80
℃にした後に、“ドレン#1"P及びQ値を測定した。こ
のドレンサイクルを更に5回反復し、そして各々のドレ
ンサイクルの後にその対応するP及びQ値を測定した。
比較のために、0.05ミクロンPTFE膜を含む未変性湿潤対
照フィルター(フィルター2)及び米国ニューヨーク州
イースト・ヒルズ所在のポール・コーポレーションから
得られる0.05ミクロン細孔寸法PTFE膜を含む「Ulti−Ch
eminert」フィルター(フィルター3)を使用して、こ
の例を反復した。
The SC2 liquid was filtered at 80 ° C. using a wet filter attached to the holder of the filtration system and the “initial” P and Q were measured. In this example, we use only clean SC2 liquid and avoid other potential effects that may result in increased resistance to liquid flow, such as retention of particles and thus wafers to isolate the dewetting phenomenon. Was not processed. Use a pump to expel liquid from the filter holder through the drain valve and vent valve, and propel air through the system, including the filter holder, to remove liquid in the bath from the bath and tubing (including pump). The entire volume was also discharged. After this first drain cycle, the bath is flushed with fresh SC while the liquid is flowing through the filter.
Filled with 2 liquids and heated to 80 ° C. Liquid temperature 80
After being brought to ° C, the "Drain # 1" P and Q values were measured. This drain cycle was repeated 5 more times, and after each drain cycle its corresponding P and Q values were measured.
For comparison, "Ulti-Ch" containing an unmodified wet control filter containing 0.05 micron PTFE membrane (Filter 2) and a 0.05 micron pore size PTFE membrane obtained from Pall Corporation of East Hills, NY, USA.
This example was repeated using the "eminert" filter (filter 3).

この例からの結果を、P/Q比対ドレン数のプロットを
表わす図2に提示する。この結果によれば、本発明に従
って製造した変性膜フィルター(フィルター1)は、時
間又はドレン数に対する一定のP/Q比によって分かるよ
うに、これらの極めて化学的に攻撃的で且つ高度にガス
発生性の条件下においてさえも脱湿潤せず、これに対し
て、未変性フィルタフィルター(フィルター2)及び
「Ulti−Cheminert」フィルター(フィルター3)は、P
/Q比の増大によって分かるように、脱湿潤することが示
されている。
The results from this example are presented in Figure 2, which represents a plot of P / Q ratio vs. drain number. The results show that the modified membrane filter (filter 1) produced according to the present invention shows that these extremely chemically aggressive and highly outgassing gases are evidenced by a constant P / Q ratio over time or drain number. It does not dehumidify even under sexual conditions, whereas the native filter (filter 2) and the "Ulti-Cheminert" filter (filter 3)
Dewetting has been shown, as can be seen by increasing the / Q ratio.

例12 0.1ミクロンの細孔寸法を有するPTEF膜を含む10イン
チ積層円板フィルター装置を、例1に記載したようにし
て「Nafion」ペルフルオルカーボン共重合体で変性し
た。フィルターを100%イソプロパノールで湿潤させ、
そして水でフラッシングしてアルコールを置換した。0.
05ミクロンの細孔寸法を有する変性PTFE膜を含む同様の
フィルターを同じ態様で湿潤させた。2つの水湿潤フィ
ルターをバブル点圧試験装置に取り付け、そしてフィル
ターの水バブル点圧を測定した。また、同じ態様で、未
変性湿潤対照フィルターの水バブル点圧も測定した。
Example 12 A 10 inch laminated disc filter device containing a PTFE membrane having a pore size of 0.1 micron was modified with "Nafion" perfluorocarbon copolymer as described in Example 1. Moisten the filter with 100% isopropanol,
Then, it was flushed with water to replace the alcohol. 0.
A similar filter containing a modified PTFE membrane with a pore size of 05 microns was wetted in the same manner. Two water wetting filters were attached to the bubble point pressure tester and the water bubble point pressure of the filters was measured. In the same manner, the water bubble point pressure of the unmodified wet control filter was also measured.

2つの変性フィルターのバブル点圧は40psi(275kP
a)よりも大きく、これに対して未変性フィルターのバ
ブル点圧は5psi(3.4kPa)よりも低かった。
The bubble point pressure of the two denaturing filters is 40 psi (275 kP
The bubble point pressure of the native filter was lower than 5 psi (3.4 kPa).

例13 例1及び3の方法に従って「Nafion」ペルフルオルカ
ーボン共重合体で変性した0.1ミクロン細孔PTFE膜のい
くつかの試料を100%イソプロパノールで湿潤し、そし
て水で濯いでそのアルコールを置換した。水湿潤試料を
次の化学薬品中に次の条件下に浸漬した。
Example 13 Some samples of 0.1 micron pore PTFE membrane modified with "Nafion" perfluorocarbon copolymer according to the methods of Examples 1 and 3 were wetted with 100% isopropanol and rinsed with water to replace the alcohol. did. The water wet sample was immersed in the following chemicals under the following conditions:

(a)97%硫酸、150℃、100時間 (b)30%過酸化水素、50℃、100時間 (c)2.4%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、5
0℃、100時間 (d)1部の水酸化アンモニウム(28%)、1部の過酸
化水素(30%)及び5部の水を含有するSC1溶液、80
℃、3時間 (e)1部の塩酸(37%)、1部の過酸化水素(30%)
及び5部の水を含有するSC2溶液、80℃、3時間 (f)7部の硫酸(97%)及び1部の過酸化水素(30
%)を含有するピランハ(piranha)溶液、135℃、168
時間 SC1及びSC2溶液を、有効な酸化剤レベルを維持する温
度において新鮮な溶液で30分毎に置き換え、そしてピラ
ンハ溶液を24時間毎に新鮮な溶液で置き換えた。更に、
(c)及び(d)からの試料を試験した後に塩酸で処理
して、すべての試料が試験後に酸形にあることを確実に
した。
(A) 97% sulfuric acid, 150 ° C, 100 hours (b) 30% hydrogen peroxide, 50 ° C, 100 hours (c) 2.4% tetramethylammonium hydroxide, 5
0 ° C, 100 hours (d) SC1 solution containing 1 part ammonium hydroxide (28%), 1 part hydrogen peroxide (30%) and 5 parts water, 80
℃, 3 hours (e) 1 part hydrochloric acid (37%), 1 part hydrogen peroxide (30%)
And SC2 solution containing 5 parts water, 80 ° C., 3 hours (f) 7 parts sulfuric acid (97%) and 1 part hydrogen peroxide (30
%) Containing piranha solution, 135 ° C., 168
Time SC1 and SC2 solutions were replaced with fresh solution every 30 minutes at temperatures that maintained effective oxidant levels, and piranha solution was replaced with fresh solution every 24 hours. Furthermore,
The samples from (c) and (d) were tested and then treated with hydrochloric acid to ensure that all samples were in the acid form after testing.

これらの高度に攻撃的な化学薬品に暴露した後に、試
料を水で十分に濯ぎ、しかる後に、化学薬品に暴露しな
かった対照試料と一緒にFTIRによって分析した。対照を
含めてすべての試料のFTIRスペルトルは同じであり、こ
のことは、変性膜の化学組成の変化が起こらなかったこ
とを示す。加えて、FTIRスペクトルの定量的分析によっ
て、変性用ペルフルオルカーボン組成物の量の変化が起
こらなかったことが求められた。
After exposure to these highly aggressive chemicals, the samples were rinsed thoroughly with water, after which they were analyzed by FTIR with control samples that were not exposed to the chemicals. The FTIR spectra of all samples, including the control, were the same, indicating that no changes in the chemical composition of the modified membrane occurred. In addition, quantitative analysis of FTIR spectra determined that no change in the amount of modifying perfluorocarbon composition occurred.

(比較)例14 この例は、米国特許4470859に記載される従来技術の
方法、及びこれによって得られる望ましくない結果を例
証する。ペルフルオルカーボン共重合体組成物による多
孔質膜基体の表面変性の程度は、以下に記載した操作に
よる染料での染色によって求めた。
Comparative Example 14 This example illustrates the prior art method described in U.S. Pat. No. 4,470,859 and the undesirable results obtained thereby. The degree of surface modification of the porous membrane substrate with the perfluorocarbon copolymer composition was determined by dyeing with a dye according to the procedure described below.

先ず「Nafion 117」の8インチ×10インチ(20cm×2
5cm)フィルムを切断して2インチ×2インチ(5cm×5c
m)フィルム片にすることによって、商品名「Nafion 1
17」ペルフルオルカーボン共重合体の溶液を作った。商
品名「Nafion 117」は、0.91meq/gのイオン交換容量及
び1100の当量を有する「Nafion」共重合体フィルムのス
ルホン酸形である。
First, 8 inch x 10 inch (20 cm x 2) of "Nafion 117"
Cut 5cm film to 2 inch x 2 inch (5cm x 5c
m) The product name "Nafion 1
A solution of 17 "perfluorocarbon copolymer was made. The trade name "Nafion 117" is the sulfonic acid form of the "Nafion" copolymer film with an ion exchange capacity of 0.91 meq / g and an equivalent weight of 1100.

次いで、それよりも小さいフィルム片を共重合体のリ
チウムスルホン酸塩形に転換した。これは、それらを溶
液の重量を基にして3重量%のLiOH及び1重量%のジメ
チルスルホキシド(DMSO)の水溶液中に浸漬することに
よって行われた。溶液を50℃に4時間加熱し、次いで室
温に冷却した。溶液からフィルム片を取り出し、そして
脱イオン水中において1時間の間に3回濯いだ。フィル
ム片を測定すると、ペルフルオルカーボン共重合体をリ
チウムスルホン酸塩形で含んでいた。
The smaller piece of film was then converted to the lithium sulfonate form of the copolymer. This was done by immersing them in an aqueous solution of 3 wt% LiOH and 1 wt% dimethylsulfoxide (DMSO) based on the weight of the solution. The solution was heated to 50 ° C. for 4 hours and then cooled to room temperature. Film strips were removed from the solution and rinsed 3 times in 1 hour in deionized water. The film pieces were measured to contain the perfluorocarbon copolymer in the lithium sulfonate form.

15gのリチウム変性フィルム片を丸底フラスコに285ml
のテトラメチレンスルホン(スルホラン)溶剤と一緒に
入れ、そして窒素ブランケット下に撹拌しながら240℃
に4時間加熱した。しかる後、この溶液を25〜30℃に冷
却して共重合体の5重量%溶液を形成し、これにスルホ
ランを加えることによって希釈して1重量%溶液を形成
した。
285 ml of 15 g piece of lithium modified film in a round bottom flask
With tetramethylene sulfone (sulfolane) solvent and 240 ° C with stirring under a nitrogen blanket.
Heated for 4 hours. The solution was then cooled to 25-30 ° C. to form a 5 wt% solution of the copolymer, which was diluted by adding sulfolane to form a 1 wt% solution.

米国特許4470859の操作に従って、次いで、2ミクロ
ンPTFE膜を1%溶液中に浸漬したが、この溶液は膜を湿
潤しなかった。溶液及び膜を入れた容器を真空室中に入
れ、そして150mmHg絶対の真空を2分間施し、次いで急
速に大気にガス抜きした。真空及び急速ガス抜きを反復
した。溶液は、膜を湿潤しなかった。
Following the procedure of US Pat. No. 4,470,859, a 2 micron PTFE membrane was then dipped into a 1% solution, which did not wet the membrane. The vessel containing the solution and the membrane was placed in a vacuum chamber and a vacuum of 150 mm Hg absolute was applied for 2 minutes and then rapidly vented to atmosphere. The vacuum and rapid venting were repeated. The solution did not wet the membrane.

次いで、溶液から膜を取り出し、そして炉に130℃で
6時間入れた。炉から膜を取り出し、室温で冷却し、そ
してイソプロパノール(IPA)中に浸漬して膜を湿潤さ
せた。次いで、湿潤膜を、メチレンブルー染料の0.1%
水溶液中に、膜表面の染色が生じるまで浸漬した。次い
で、膜から過剰の染料を除去するように撹拌しながら、
膜を水、IPA及び水中において順次洗浄した。次いで、
膜は染色された。
The membrane was then removed from the solution and placed in an oven at 130 ° C for 6 hours. The membrane was removed from the oven, cooled at room temperature, and immersed in isopropanol (IPA) to wet the membrane. Then wet the membrane with 0.1% of methylene blue dye.
The film was immersed in an aqueous solution until the film surface was dyed. Then, with stirring to remove excess dye from the membrane,
The membrane was washed sequentially in water, IPA and water. Then
The membrane was stained.

図7の図面は、暗い斑点によって示されるように、表
面変性用組成物が膜表面を不完全に変性したことを示
す。明るい背景は未変性膜基体からなる。図3(非染色
PTFE膜)及び図4(メチレンブルーの0.1%水溶液中に
浸漬し次いで濯いだPTFE)の対照は、PTFE膜基体がメチ
レンブルーによって染色されないことを示す。
The drawing in FIG. 7 shows that the surface modifying composition incompletely modified the membrane surface, as indicated by the dark spots. The light background consists of an unmodified membrane substrate. Figure 3 (unstained
A control of PTFE membrane) and FIG. 4 (PTFE soaked in 0.1% aqueous solution of methylene blue and then rinsed) shows that the PTFE membrane substrate is not stained by methylene blue.

米国特許4470859の0.2ミクロンPTFE多孔質膜の表面変
性法を反復したが、但し、PTFE膜基体は、この例で先に
記載した表面変性用共重合体のスルホラン溶液に接触さ
せる前にIPAで約10秒間予備湿潤した。IPAは即座にPTFE
基体を湿潤する。加えて、接触は真空及びガス抜きによ
って行わなかった。というのは、膜は予備湿潤されたか
らである。予備湿潤工程の目的は、それが図7に示す表
面変性結果を改善したかどうかを調べることであった。
The surface modification method of the 0.2 micron PTFE porous membrane of U.S. Pat. Pre-wet for 10 seconds. IPA immediately PTFE
Wet the substrate. In addition, contact was not made by vacuum and degassing. The membrane was pre-wet. The purpose of the pre-wetting step was to investigate if it improved the surface modification results shown in FIG.

IPAで予備湿潤した後、膜をスルホラン中に5分間浸
漬して膜中のIPAをスルホランで置換した。スルホラン
で湿潤した膜を次いで、ペルフルオルカーボン共重合体
組成物の1%スルホラン溶液中に5分間浸漬した。次い
で、溶液から膜を取り出し、そしてペルフルオルカーボ
ン共重合体組成物の新鮮な1%スルホラン溶液中に15分
間浸漬した。
After pre-wetting with IPA, the membrane was immersed in sulfolane for 5 minutes to replace IPA in the membrane with sulfolane. The sulfolane-wet membrane was then immersed in a 1% sulfolane solution of the perfluorocarbon copolymer composition for 5 minutes. The membrane was then removed from the solution and immersed in a fresh 1% sulfolane solution of the perfluorocarbon copolymer composition for 15 minutes.

次いで、溶液から膜を取り出し、130℃で6時間オー
ブン乾燥した。次いで、表面変性膜をこの例において先
に記載したようにしてメチレンブルーで染色した。表面
変性膜を図8の図面に示す。図8に示されるように、PT
FE膜は不完全に表面変性されている。
The membrane was then removed from the solution and oven dried at 130 ° C for 6 hours. The surface modified membrane was then stained with methylene blue as previously described in this example. The surface modified membrane is shown in the drawing of FIG. As shown in FIG. 8, PT
The FE membrane is incompletely surface modified.

(比較)例15 本例は、米国特許4470859に記載される従来技術の方
法、及び膜を表面変性するための共重合体沈殿技術の利
用が不満足な結果をもたらすことを例証する。
Comparative Example 15 This example illustrates that the use of the prior art method described in US Pat. No. 4,470,859 and the copolymer precipitation technique to surface modify membranes gives unsatisfactory results.

0.2ミクロンPTFE膜基体を例14の1%スルホラン溶液
中に浸漬し、そして例14に記載される如くして2つのサ
イクルで真空及び急速ガス抜きを実施した。その溶液は
膜を湿潤しなかった。溶液から膜を取り出し、そしてト
ルエン中に15秒間浸漬してペルフルオルカーボン共重合
体組成物の沈殿を生じさせた。次いで、トルエンから膜
を取り出し、そして炉に130℃で6時間入れた。炉から
膜を取り出し、冷却し、そして例14に記載の操作によっ
てメチレンブルーで染色した。
A 0.2 micron PTFE membrane substrate was immersed in the 1% sulfolane solution of Example 14 and vacuum and rapid degassing were performed in two cycles as described in Example 14. The solution did not wet the membrane. The membrane was removed from the solution and immersed in toluene for 15 seconds to cause precipitation of the perfluorocarbon copolymer composition. The membrane was then removed from the toluene and placed in a furnace at 130 ° C for 6 hours. The membrane was removed from the oven, cooled and stained with methylene blue by the procedure described in Example 14.

図5に示す得られた膜は、その表面が不完全に変性さ
れている。
The surface of the obtained membrane shown in FIG. 5 is incompletely modified.

米国特許4470859の0.2ミクロンPTFE多孔質膜の表面変
性法を反復したが、但し、そのPTFE膜基体は、この例で
先に記載した表面変性用共重合体のスルホラン溶液と接
触させる前に1分間膜をIPA中に浸漬させることによっ
てIPAで予備湿潤させた。加えて、真空及びガス抜きに
よって接触を行うことができなかった。というのは、膜
が予備湿潤されたからである。予備湿潤工程の目的は、
それが図5に示す表面変性結果を改善したかどうかを調
べることであった。
The surface modification method of the 0.2 micron PTFE porous membrane of US Pat. The membrane was pre-wet with IPA by dipping it in IPA. In addition, contact could not be made by vacuum and degassing. The membrane was pre-wet. The purpose of the pre-wetting process is to
It was to see if it improved the surface modification results shown in FIG.

IPAで予備湿潤させた後、膜をスルホラン中に5分間
浸漬して膜中のIPAをスルホランで置換した。次いで、
スルホランで湿潤した膜を例14のペルフルオルカーボン
共重合体組成物の1%スルホラン溶液中に5分間浸漬し
た。次いで、溶液から膜を取り出し、そして例14のペル
フルオルカーボン共重合体組成物の新鮮な1%スルホラ
ン溶液中に15分間浸漬した。溶液から膜を取り出し、そ
してトルエン中に15秒間浸漬してペルフルオルカーボン
共重合体組成物の沈殿を生じさせた。トルエンから膜を
取り出し、そして130℃で6時間オーブン乾燥させた。
次いで、表面変性膜を例14に記載の如くしてメチレンブ
ルーで染色した。表面処理膜を図6に示す。膜は、図5
に示す膜と比較してその表面のより多くが共重合体で変
性されているけれども、その表面は不完全に変性されて
いて望ましくない。
After pre-wetting with IPA, the membrane was immersed in sulfolane for 5 minutes to replace IPA in the membrane with sulfolane. Then
The membranes wetted with sulfolane were immersed in a 1% sulfolane solution of the perfluorocarbon copolymer composition of Example 14 for 5 minutes. The membrane was then removed from the solution and immersed in a fresh 1% sulfolane solution of the perfluorocarbon copolymer composition of Example 14 for 15 minutes. The membrane was removed from the solution and immersed in toluene for 15 seconds to cause precipitation of the perfluorocarbon copolymer composition. The membrane was removed from toluene and oven dried at 130 ° C for 6 hours.
The surface modified membrane was then stained with methylene blue as described in Example 14. The surface treatment film is shown in FIG. The membrane is shown in FIG.
Although more of its surface is modified with the copolymer as compared to the membrane shown in, the surface is incompletely modified, which is undesirable.

例16 本例は、膜を湿潤する溶剤で形成されるペルフルオル
カーボン共重合体溶液を使用するときの本発明の方法を
例証する。
Example 16 This example illustrates the method of the present invention when using a perfluorocarbon copolymer solution formed with a solvent that wets the membrane.

米国ウイスコンシン州ミルウオーキー所在のアルドリ
ッチ・ケミカル・カンパニーから入手される低級アルコ
ールと水との混液中に溶解されたスルホン酸形の「Nafi
on」ペルフルオルカーボン共重合体の1重量%溶液中
に、0.05ミクロンPTFE膜を室温で1分間浸漬した。膜
は、溶液中で即座に湿潤する。このペルフルオルカーボ
ン共重合体は1100の当量を有していた。
The sulfonic acid form of Nafi, dissolved in a mixture of lower alcohol and water, obtained from Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI, USA.
A 0.05 micron PTFE membrane was immersed in a 1 wt% solution of the "on" perfluorocarbon copolymer for 1 minute at room temperature. The membrane wets immediately in solution. This perfluorocarbon copolymer had an equivalent weight of 1100.

溶液から膜を取り出し、そしてそれを2つの薄い非孔
質ポリエチレンシート間に入れてサンドイッチを形成
し、これを平らな表面上に置いた。サンドイッチの露出
表面を横切って加圧ローラーを転動させてサンドイッチ
から過剰溶液の除去を行った。サンドイッチから膜を取
り出し、そして120℃で2時間オーブン乾燥させた。
The membrane was removed from the solution and placed between two thin non-porous polyethylene sheets to form a sandwich, which was placed on a flat surface. Excess solution was removed from the sandwich by rolling a pressure roller across the exposed surface of the sandwich. The membrane was removed from the sandwich and oven dried at 120 ° C for 2 hours.

炉から膜を取り出し、室温に冷却し、そしてIPA中に
浸漬して膜を湿潤させた。IPAから膜を取り出し、そし
て直ちにメチレンブルーの0.1%水溶液中に撹拌しなが
ら浸漬した。
The membrane was removed from the oven, cooled to room temperature, and immersed in IPA to wet the membrane. The membrane was removed from the IPA and immediately immersed in a 0.1% aqueous solution of methylene blue with stirring.

次いで、膜を水中で洗浄して過剰のメチレンブルーを
除去し、次いでIPAで洗浄し、次いで水中に浸漬した。
次いで、膜を室温で乾燥させた。得られた膜を図9に示
すが、この膜の表面は、表面変性用組成物で完全に変性
されている。
The membrane was then washed in water to remove excess methylene blue, then IPA and then immersed in water.
The membrane was then dried at room temperature. The obtained film is shown in FIG. 9, and the surface of this film is completely modified with the composition for surface modification.

例17 本例は、膜を湿潤しないペルフルオルカーボン共重合
体溶液との接触に続いて膜に膜表面上で変性用組成物の
濃度をより均一にする機械的力を付するときにかかる溶
液を使用して本発明の膜を製造することができることを
例証する。
Example 17 This example involves contacting a membrane with a non-wetting perfluorocarbon copolymer solution and then subjecting the membrane to mechanical forces that make the concentration of the modifying composition more uniform on the membrane surface. It illustrates that a solution can be used to produce the membranes of the invention.

例15に記載の予備湿潤操作によって、0.05ミクロンPT
FE膜をIPAで予備湿潤した。次いで、IPAから膜を取り出
し、そしてスルホラン中に5分間浸漬して膜中のIPAを
スルホランで置換した。次いで、スルホランで湿潤した
膜を例14に記載の1%ペルフルオルカーボン共重合体溶
液中に5分間浸漬した。次いで、溶液から膜を取り出
し、そして例14のペルフルオルカーボン共重合体組成物
の新鮮な1%スルホラン溶液中に15分間浸漬させた。
By the prewetting operation described in Example 15, 0.05 micron PT
The FE membrane was pre-wet with IPA. The membrane was then removed from the IPA and immersed in sulfolane for 5 minutes to replace the IPA in the membrane with sulfolane. The sulfolane-wet film was then immersed in the 1% perfluorocarbon copolymer solution described in Example 14 for 5 minutes. The membrane was then removed from the solution and soaked in a fresh 1% sulfolane solution of the perfluorocarbon copolymer composition of Example 14 for 15 minutes.

溶液から膜を取り出し、そしてそれを2つの薄い非孔
質ポリエチレンシート間に入れてサンドイッチを形成
し、これを平らな表面上に置いた。サンドイッチの露出
表面を横切って加圧ローラーを転動させてサンドイッチ
から過剰溶液の除去を行った。サンドイッチから膜を取
り出し、そして120℃で2時間オーブン乾燥させた。炉
から膜を取り出し、室温に冷却し、そしてIPA中に浸漬
し膜を湿潤させた。
The membrane was removed from the solution and placed between two thin non-porous polyethylene sheets to form a sandwich, which was placed on a flat surface. Excess solution was removed from the sandwich by rolling a pressure roller across the exposed surface of the sandwich. The membrane was removed from the sandwich and oven dried at 120 ° C for 2 hours. The membrane was removed from the oven, cooled to room temperature and immersed in IPA to wet the membrane.

次いで、膜を例14に記載の操作によってメチレンブル
ーで染色した。得られた膜を図10に示す。膜表面は、表
面変性用組成物で完全に変性されている。
The membrane was then stained with methylene blue by the procedure described in Example 14. The film obtained is shown in FIG. The surface of the film is completely modified with the composition for surface modification.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 71/82 B01D 71/32 B01D 71/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 71/82 B01D 71/32 B01D 71/36

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】露出表面全体上に、 ・弗素含有モノマー、 及び ・(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2NR2)、(CO
F)、(CO2M)、(CO2R)若しくは(CONR2)基 (ここで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又
はNR4であり、そして各々のRは別個にH、アルキル基
又はアリール基であり、そしてこれらは、ヒドロキシ
ル、アミン、エーテル又はカルボニル基から選択される
他の官能基を随意に含有して置換アルキル基又は置換ア
リール基を形成してよい) である官能基を含有する弗素含有モノマー から形成される結合ペルフルオルカーボン共重合体を付
着させた薄い多孔質重合体基体を含む薄い非湿潤性多孔
質膜生成物を形成するにあたって、前記ペルフルオルカ
ーボン共重合体は未結合ペルフルオルカーボン共重合体
用溶媒又は希釈剤に実質的に不溶であり、しかも前記多
孔質膜生成物は前記多孔質重合体基体と実質上同じ水又
は水溶液に対する透過性を有する薄い非湿潤性多孔質膜
生成物の形成方法において、 a)ペルフルオルカーボン共重合体を含有する溶液を5
ミクロン〜250ミクロンの厚さ及び0.01ミクロン〜10ミ
クロンの細孔寸法を有する前記重合体基体と接触させて
ペルフルオルカーボン共重合体の前記重合体基体上への
付着及び結合を生じ、 b)工程(a)からの結合及び未結合のペルフルオルカ
ーボン共重合体を有する前記重合体基体に機械的な力を
与えて、前記重合体基体からの結合ペルフルオルカーボ
ン共重合体の除去を実質上回避しながら前記重合体基体
から過剰の未結合ペルフルオルカーボン共重合体を選択
的に除去し、 c)前記表面上の前記結合ペルフルオルカーボン共重合
体を有する前記重合体基体を熱処理し、 d)前記露出表面全体上にペルフルオルカーボン共重合
体を付着させた前記の薄い非湿潤性多孔質重合体基体を
回収することを含み、前記ペルフルオルカーボン共重合
体は未結合ペルフルオルカーボン共重合体用溶媒又は希
釈剤に実質的に不溶であり、しかも前記多孔質膜生成物
は前記多孔質重合体基体と実質上同じ透過性を有する薄
い非湿潤性多孔質膜生成物の形成方法。
1. A fluorine-containing monomer; and (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 NR 2 ), (CO
F), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 ) group (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR 4 and each R is independently H, Alkyl or aryl groups, and these may optionally contain other functional groups selected from hydroxyl, amine, ether or carbonyl groups to form substituted alkyl or substituted aryl groups) In forming a thin non-wettable porous membrane product comprising a thin porous polymeric substrate having attached bound perfluorocarbon copolymer formed from a fluorine-containing monomer containing groups, said perfluorocarbon The copolymer is substantially insoluble in the solvent or diluent for the unbound perfluorocarbon copolymer, and the porous membrane product is substantially the same in water or aqueous solution as the porous polymer substrate. A method of forming a thin, non-wettable porous membrane product having permeability comprising: a) adding a solution containing a perfluorocarbon copolymer to
Contacting the polymer substrate having a thickness of microns to 250 microns and a pore size of 0.01 microns to 10 microns resulting in the deposition and bonding of a perfluorocarbon copolymer onto the polymer substrate, b). Mechanical force is applied to the polymer substrate having bound and unbound perfluorocarbon copolymer from step (a) to remove bound perfluorocarbon copolymer from the polymer substrate. Selectively removing excess unbound perfluorocarbon copolymer from the polymer substrate while substantially avoiding: c) providing the polymer substrate with the bound perfluorocarbon copolymer on the surface; Heat treating, and d) recovering said thin non-wetting porous polymeric substrate having perfluorocarbon copolymer deposited over said exposed surface, said perfluorocarbon copolymerization Is substantially insoluble in the solvent or diluent for the unbound perfluorocarbon copolymer, and said porous membrane product is a thin non-wettable porous material having substantially the same permeability as said porous polymeric substrate. Method for forming a membrane product.
【請求項2】工程(b)から得られた重合体基体を前記
熱処理工程よりも前に未結合ペルフルオルカーボン共重
合体用の溶媒、希釈剤又は分散剤と接触させる請求項1
記載の方法。
2. The polymer substrate obtained from step (b) is contacted with a solvent, diluent or dispersant for unbonded perfluorocarbon copolymer prior to said heat treating step.
The method described.
【請求項3】前記重合体基体が弗素含有重合体である請
求項1又は2のいずれか一項記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the polymer substrate is a fluorine-containing polymer.
【請求項4】前記弗素含有重合体がポリテトラフルオル
エチレンである請求項3記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the fluorine-containing polymer is polytetrafluoroethylene.
【請求項5】前記弗素含有重合体がペルフルオルアルコ
キシ重合体である請求項3記載の方法。
5. The method of claim 3 wherein the fluorine containing polymer is a perfluoroalkoxy polymer.
【請求項6】前記弗素含有重合体が弗素化エチレン−プ
ロピレン共重合体である請求項3記載の方法。
6. The method according to claim 3, wherein the fluorine-containing polymer is a fluorinated ethylene-propylene copolymer.
【請求項7】前記ペルフルオルカーボン共重合体が次の
基、即ち、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2N
R2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)又は(CONR2)(こ
こで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNR
4であり、そして各々のRは別個にH、アルキル基、ア
リール基、置換アルキル基又は置換アリール基である)
のうちの少なくとも1つを含有する請求項1又は2のい
ずれか一項記載の方法。
7. The perfluorocarbon copolymer has the following groups: (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 N).
R 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 ) (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR
4 and each R is independently H, an alkyl group, an aryl group, a substituted alkyl group or a substituted aryl group)
3. A method according to any one of claims 1 or 2 containing at least one of
【請求項8】前記ペルフルオルカーボン共重合体が次の
基、即ち、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2N
R2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)又は(CONR2)(こ
こで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNR
4であり、そして各々のRは別個にH、アルキル基、ア
リール基、置換アルキル基又は置換アリール基である)
のうちの少なくとも1つを含有する請求項3記載の方
法。
8. The perfluorocarbon copolymer has the following groups: (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 N).
R 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 ) (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR
4 and each R is independently H, an alkyl group, an aryl group, a substituted alkyl group or a substituted aryl group)
The method of claim 3, comprising at least one of:
【請求項9】前記ペルフルオルカーボン共重合体が次の
基、即ち、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2N
R2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)又は(CONR2)(こ
こで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNR
4であり、そして各々のRは別個にH、アルキル基、ア
リール基、置換アルキル基又は置換アリール基である)
のうちの少なくとも1つを含有する請求項4記載の方
法。
9. The perfluorocarbon copolymer has the following groups: (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 N).
R 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 ) (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR
4 and each R is independently H, an alkyl group, an aryl group, a substituted alkyl group or a substituted aryl group)
The method of claim 4, comprising at least one of:
【請求項10】前記ペルフルオルカーボン共重合体が次
の基、即ち、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2N
R2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)又は(CONR2)(こ
こで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNR
4であり、そして各々のRは別個にH、アルキル基、ア
リール基、置換アルキル基又は置換アリール基である)
のうちの少なくとも1つを含有する請求項5記載の方
法。
10. The perfluorocarbon copolymer has the following groups: (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 N).
R 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 ) (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR
4 and each R is independently H, an alkyl group, an aryl group, a substituted alkyl group or a substituted aryl group)
The method of claim 5, comprising at least one of
【請求項11】前記ペルフルオルカーボン共重合体が次
の基、即ち、(SO2F)、(SO3M)、(SO3R)、(SO2N
R2)、(COF)、(CO2M)、(CO2R)又は(CONR2)(こ
こで、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はNR
4であり、そして各々のRは別個にH、アルキル基、ア
リール基、置換アルキル基又は置換アリール基である)
のうちの少なくとも1つを含有する請求項6記載の方
法。
11. The perfluorocarbon copolymer has the following groups: (SO 2 F), (SO 3 M), (SO 3 R), (SO 2 N).
R 2 ), (COF), (CO 2 M), (CO 2 R) or (CONR 2 ) (where M is H, alkali metal, alkaline earth metal or NR
4 and each R is independently H, an alkyl group, an aryl group, a substituted alkyl group or a substituted aryl group)
7. The method of claim 6 containing at least one of:
【請求項12】前記溶液がペルフルオルカーボン共重合
体を含有する低級アルコール溶液である請求項1、2、
4、5又は6のいずれか一項記載の方法。
12. The lower alcohol solution containing a perfluorocarbon copolymer as claimed in claim 1, 2.
The method according to any one of 4, 5, or 6.
【請求項13】前記溶液がペルフルオルカーボン共重合
体を含有する低級アルコール溶液である請求項3記載の
方法。
13. The method according to claim 3, wherein the solution is a lower alcohol solution containing a perfluorocarbon copolymer.
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